JPH0711396B2 - Molten metal agitator - Google Patents

Molten metal agitator

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JPH0711396B2
JPH0711396B2 JP1124663A JP12466389A JPH0711396B2 JP H0711396 B2 JPH0711396 B2 JP H0711396B2 JP 1124663 A JP1124663 A JP 1124663A JP 12466389 A JP12466389 A JP 12466389A JP H0711396 B2 JPH0711396 B2 JP H0711396B2
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JP
Japan
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molten metal
chamber
pressure
reservoir
furnace
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JP1124663A
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Japanese (ja)
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マルク―アンドレ・チボール
ブルーノ・ガリーピィ
アンドレ・ジェンドロン
マルク・オジェール
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Rio Tinto Alcan International Ltd
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Alcan International Ltd Canada
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0084Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、溶融金属撹拌装置、特に、金属が溶融または
合金化される炉内の溶融金属、例えば、溶融アルミニウ
ムを撹拌するための改良された装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention is an improved molten metal stirring device, and in particular for stirring molten metal in a furnace in which the metal is melted or alloyed, for example molten aluminum. Related equipment.

(従来の技術および発明が解決しようとする課題) 溶融金属の浴の内容物の迅速かつ有効な撹拌が所望され
ているが、かかる目的を達成するための新規な方法およ
び装置を開発する努力がかなりなされてきた。かかる技
術は、金属を先づ溶融し、この既に溶融している溶融体
に固体金属を加えて加えた金属を溶融し、別の金属のよ
うな添加物を導入して合金化し、更に細粒化を行なう操
作を容易にするとともに、温度制御を改良して金属体を
均一な温度および組成に保持し易くするものである。更
に、かかる技術によれば、金属を溶融しかつこれを溶融
状態に保持するのに必要なエネルギを著しく節約するこ
とができるものである。
PRIOR ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION There is a desire for rapid and effective agitation of the contents of a bath of molten metal, but efforts have been made to develop new methods and apparatus to achieve such objectives. It has been done quite a bit. Such a technique is such that a metal is first melted, a solid metal is added to the already melted melt, the added metal is melted, an additive such as another metal is introduced, and alloying is performed, and further fine grains are added. It facilitates the operation of chemical conversion and improves the temperature control to facilitate maintaining the metal body at a uniform temperature and composition. Moreover, such a technique can significantly reduce the energy required to melt the metal and hold it in the molten state.

種々の金属、特に、鋳込(pouring)前に合金成分と温
度を均質にするために撹拌しなければならないアルミニ
ウム合金の開発に伴って、有効な撹拌が一層重要となっ
ている。アルミニウム炉において広く使用されているシ
ステムの1つに、リフトトラックに装着されるブームの
端部に取着された工具を使用するものがあり、撹拌は、
溶融体中において工具を前後に動かすことにより行なわ
れる。このシステムは、機械的な衝撃を耐火ライニング
に加えるという欠点があるとともに、金属の表面が撹拌
されるので垢(dross)の形成が起こり、しかも、この
操作の際に撹拌工具を入れるために炉のドアを開けなけ
ればならず、熱損失が増大するという欠点を有してい
る。
With the development of various metals, especially aluminum alloys, which must be agitated to homogenize the alloy composition and temperature before pouring, effective agitation becomes more important. One of the widely used systems in aluminum furnaces is to use a tool attached to the end of a boom mounted on a lift truck, where the agitation is
This is done by moving the tool back and forth in the melt. This system has the drawback of applying a mechanical shock to the refractory lining, as well as the metal surface being agitated resulting in the formation of dross and, in addition, the furnace to accommodate a stirring tool during this operation. The door has to be opened, which has the disadvantage of increasing heat loss.

使用されている別の方法として、1つ以上のランスを介
して溶中にガスを加圧下で注入する方法があるが、この
方法は、垢の形成と耐火ライニングのエロージョンを増
加させるという欠点がある。アルミニウムに関して主に
使用されている炉は、幅広で、浅いことから、ランスの
作動範囲が限定されるので、機械的撹拌よりも効率が劣
り、従って、多数のランスを使用するか、ランスを浴の
周辺に沿って移動させることが必要となる。
Another method used is to inject the gas under pressure through the melt through one or more lances, but this method has the disadvantage of increasing the formation of dross and the erosion of the refractory lining. is there. The furnaces mainly used for aluminum are less efficient than mechanical agitation due to their wide and shallow limits on the working range of the lances, and therefore the use of multiple lances or bathing of lances. It will be necessary to move along the perimeter of.

2つの異なったタイプの電気システム、即ち、電磁撹拌
器と、機械的または電磁浸漬ポンプも、開発されてい
る。電磁撹拌器は、炉の下に配設され、金属中で電磁撹
拌力を発生する大きな誘導コイルを備えている。かかる
撹拌器は、任意のタイプの炉に適用することができると
ともに、効率がよく、しかも金属と直接接触する素子が
ないという利点を有している。しかしながら、この撹拌
器は、比較的高価であり、1988年においては、カナダ国
の場合、60トン炉に装備するのに、約600,000乃至850,0
00米国ドルと見積もられている。浸漬ポンプは、アクセ
ス溜め(access well)において金属中に浸漬されるコ
ンパクトな装置であり、従って、このような溜めを有す
る炉に主に限定される。このポンプは、原価は著しく低
いが、金属に浸漬されるという過酷な作動条件に置かれ
るので、保守を常に行なうことが必要となる。
Two different types of electrical systems have also been developed: electromagnetic stirrers and mechanical or electromagnetic immersion pumps. The magnetic stirrer is arranged below the furnace and is equipped with a large induction coil that produces an electromagnetic stirrer in the metal. Such a stirrer has the advantages of being applicable to any type of furnace, being efficient and having no elements in direct contact with the metal. However, this stirrer is relatively expensive, and in 1988, about 60,000 to 850,0
It is estimated to be US $ 00. Immersion pumps are compact devices that are submerged in metal in an access well and are therefore primarily limited to furnaces with such a reservoir. Although this pump is significantly less expensive, it is subject to the harsh operating conditions of being immersed in metal, requiring constant maintenance.

ジェットポンプと一般に呼ばれている別の機械的システ
ムにも開発努力がなされているが、これは、炉に連結さ
れた管状の溜めを形成するチューブを備え、溶融金属の
一部は該チューブに真空吸引され、次にガス圧および/
または重力により浴中に強制的に戻される。ノズルの径
および初期金属速度のようなパラメータを適宜選択する
ことにより、金属を移動させる間欠ジェット(intermi-
ttent jet)が多数回噴射され、操作の開始後数分以内
で炉全体と撹拌することができる。
Another mechanical system, commonly referred to as a jet pump, is also under development, which comprises a tube forming a tubular reservoir connected to the furnace, with a portion of the molten metal in the tube. Vacuum suction, then gas pressure and / or
Or it is forced back into the bath by gravity. By choosing appropriate parameters such as nozzle diameter and initial metal velocity, the intermittent jet (intermi-
It can be agitated with the whole furnace within a few minutes after the start of the operation.

例えば、フィッツパトリック(Fitzpatrick)等の発明
に係り、アルカン・リサーチ・アンド・ディベロプメン
ト・リミテッド(Alcan Research and Develpment Limi
ted)に譲渡された米国特許第4,008,884号に、かかる間
欠ジェット撹拌装置が開示されている。この装置は、溶
融炉の一方の側壁を介して、垂直方向に対し約40乃至50
度の角度で下方に延びる鋳鉄パイプまたはチューブを備
え、該パイプは、炉床に接近しかつ他方の側壁に向けて
水平長手方向に向けられているノズルで終端している。
空気式エジェクタがパイプの頂部に接続され、規則的な
間隔で作動されて、浴のレベルの上方にくるまで溶融金
属をパイプに引入れるのに必要な真空を形成する。液レ
ベルが上限に達すると、真空が解除されて加圧下で空気
が導入され、金属をノズルを介して浴中に高速ジェット
の形態で導き入れる。約40乃至50トンの炉の場合、この
特許では、内側断面積が約738平方センチ(45平方イン
チ)で、長さが3メートル(9フィート)のチューブを
使用することを提案しており、これにより、チューブは
各サイクルにおいて約90乃至115キログラム(200乃至25
0ポンド)を受けて放出することができ、金属は直径が
3.8cm(1.5インチ)のノズルを介して約32Kmph(20mp
h)の速度で出る。サイクルの吸引工程では約6乃至7
秒かかり、圧力工程では時間はわずかに約0.5乃至1秒
で、空気圧は1.4乃至2.8kg/cm2(20乃至60psi)であ
る。
For example, in connection with the inventions of Fitzpatrick and others, Alcan Research and Development Limi
U.S. Pat. No. 4,008,884 assigned to Ted) discloses such an intermittent jet agitator. This device is installed at approximately 40 to 50 vertically through one side wall of the melting furnace.
It comprises a cast iron pipe or tube extending downwards at an angle of degrees, terminating in a nozzle which is close to the hearth and is oriented horizontally longitudinally towards the other side wall.
A pneumatic ejector is connected to the top of the pipe and operated at regular intervals to create the vacuum necessary to draw the molten metal into the pipe until it is above the bath level. When the liquid level reaches the upper limit, the vacuum is released and air is introduced under pressure, introducing the metal through the nozzle into the bath in the form of a high-speed jet. For a furnace of about 40-50 tons, the patent proposes to use a tube with an inner cross-sectional area of about 738 square centimeters (45 square inches) and a length of 3 meters (9 feet), This allows the tube to be approximately 90-115 kilograms (200-25
0 pounds) can be emitted and the metal has a diameter
Approximately 32Kmph (20mp through a 3.8cm (1.5 inch) nozzle
Exit at the speed of h). Approximately 6 to 7 in the suction process of the cycle
It takes seconds, the pressure step takes only about 0.5 to 1 second, and the air pressure is 1.4 to 2.8 kg / cm 2 (20 to 60 psi).

横から入れて、上方へ傾斜させたチューブを使用した同
様なタイプの装置が、例えば、米国特許第3,599,831
号、同第4,235,626号、同第4,236,917号、同第4,355,78
9号および同第4,463,935号、英国特許出願公告第2,039,
761A号および同第2,039,765A号、並びに、日本国特許出
願第1983-136982号および同第1984-70200号に開示され
ている。
A similar type of device that uses a tube that is inserted from the side and tilted upward has been described, for example, in U.S. Patent No. 3,599,831.
No. 4,235,626, 4,236,917, 4,355,78
No. 9 and No. 4,463,935, British Patent Application Publication No. 2,039,
761A and 2,039,765A, and Japanese Patent Application Nos. 1983-136982 and 1984-70200.

米国特許第3,424,186号には、炉の側部溜めに配設され
た中空の室からなり、室の内部を2つの部分に分割する
垂直壁を有する循環装置が開示されている。室の頂部に
ある真空装置が、金属が壁の頂部を越えて流れるまで、
炉と溜めとからそれぞれの口を介して同時に引込む。炉
に通ずる口は、溜めに通ずる口よりもはるかに大きく、
金属が一層早く流れるようになっているが、浴から供給
される壁の側部の室の部分は著しく大きく、壁の炉側か
ら溜め側に金属を移送することができるようにしてい
る。金属は、溜めと炉とを接続する通常の口を介して、
溜めから炉へ流れる。
U.S. Pat. No. 3,424,186 discloses a circulator with a vertical wall which consists of a hollow chamber located in the side reservoir of a furnace and which divides the interior of the chamber into two parts. A vacuum device at the top of the chamber, until the metal flows over the top of the wall,
Simultaneously withdraw from the furnace and reservoir via their respective mouths. The port leading to the furnace is much larger than the port leading to the sump,
Although the metal is allowed to flow faster, the chamber portion on the side of the wall supplied by the bath is significantly larger, allowing the metal to be transferred from the furnace side of the wall to the sump side. The metal is passed through the usual mouth that connects the sump and the furnace,
It flows from the reservoir to the furnace.

別のタイプの撹拌器が、例えば、米国特許第4,427,44号
および同第4,452,634号に開示されており、この撹拌器
は、浴の上方に配設され、下端部が金属中に達する、上
下方向に延びるパイプを備えており、金属は、真空によ
ってパイプに引込まれ、重力によって戻される。
Another type of stirrer is disclosed, for example, in U.S. Pat.Nos. 4,427,44 and 4,452,634, wherein the stirrer is located above the bath and has a lower end that reaches into the metal. With a pipe extending in the direction, the metal is drawn into the pipe by vacuum and returned by gravity.

これらの先行技術の装置は、有効に撹拌を行なうことが
できるが、作動の際に数多くの問題を生ずる。例えば、
使用されるチューブの下部は溶融金属と直接接触するの
で、直ちにエロージョンを生ずる。中間部分は、溶融金
属よりも上にあるが、バーナの高温(例えば、1000乃至
1100℃)に曝されている炉の内側に依然として位置して
いるので、チューブの材料(例えば、鋳鉄)が劣化し、
システムが作動できないようになったり、作動を行なわ
せるのに費用がかかるものとなる。更に、比較的小径の
パイプの場合には、厚い絶縁層を設けることは困難であ
り、しかも、チューブに内部ヒータを、例えば米国特許
第4,463,935号に開示するように壁に埋め込んで配設し
ない限り、垢のリングまたはつばの形態で壁の内側に速
い速度で凝固した金属および酸化物が被着することにな
る。著しい場合には、温度が融点近くまで降下すると、
チューブに入った金属が凝固し、あるいは少なくとも著
しく重粘となる可能性がある。ヒータを設けても、パイ
プ壁のエロージョンを避けることができずかつ溶融金属
がライニングのクラックを介してしみ込む場合には、ヒ
ータは直ちに損傷を受け、しかも平滑面を有するパイプ
に交換するのは著しく困難でありかつ多額の費用を要す
るものとなる。
Although these prior art devices can provide effective agitation, they create a number of problems in operation. For example,
Since the lower part of the tube used is in direct contact with the molten metal, it immediately causes erosion. The middle section is above the molten metal, but at high burner temperatures (eg 1000 to
Since it is still located inside the furnace exposed to 1100 ° C), the material of the tube (eg cast iron) deteriorates,
The system may become inoperable or costly to activate. Moreover, for relatively small diameter pipes, it is difficult to provide a thick insulating layer, and unless the tube is provided with an internal heater embedded in the wall as disclosed, for example, in U.S. Pat.No. 4,463,935. , Deposits of solidified metal and oxides at a fast rate on the inside of the wall in the form of a plaque ring or brim. In extreme cases, when the temperature drops near the melting point,
The metal in the tube may solidify, or at least become significantly more viscous. Even if the heater is installed, if the erosion of the pipe wall cannot be avoided and the molten metal penetrates through the cracks in the lining, the heater is immediately damaged and it is notable to replace it with a pipe having a smooth surface. Difficult and expensive.

更に、これらのシステムは、チューブ内の金属の最高お
よび最低レベルを制御するのが大変困難である。実際
に、撹拌器の内部壁に含まれる酸素を素早く反応するマ
グネシウム含量の高いアルミニウム合金の場合には特
に、「垢」リングまたはつばの形成を防止するのは不可
能である。米国特許第4,463,935号には、炉からの燃焼
ガスは酸素含有量が低いので、該ガスを推進ガスとして
使用し、チューブの中での金属の酸化を極力防止するこ
とが提案されているが、このガスは、H2Oの比率が高
く、このような温度におて溶融金属を容易に酸化するこ
とになる。
Moreover, these systems are very difficult to control the maximum and minimum levels of metal in the tube. In fact, it is not possible to prevent the formation of "dust" rings or brims, especially in the case of magnesium-rich aluminum alloys, which react rapidly with the oxygen contained in the inner wall of the stirrer. U.S. Pat.No. 4,463,935 proposes that the combustion gas from the furnace has a low oxygen content, so that it is used as a propellant gas to prevent the oxidation of the metal in the tube as much as possible. This gas has a high proportion of H 2 O and will easily oxidize the molten metal at such temperatures.

チューブの径が小さいので、極めて少量の垢のリングで
も、上部レベルの制御に使用される電極と接触して、短
絡を生ずるのに十分な大きさとなり、制御装置を作動不
能としてしまう。上部レベルを制御することができない
と、金属は直ちにチューブの上部を満たし、空気圧素子
内で凝固し、システム全体が修復不能な態様で停止する
ことになる。更に、小さなリングが素早く生ずるので、
内側を常に掃除しなければならないが、小径のチューブ
では清掃は困難であり、しかも保守費用が一層かかるこ
とになる。上部レベル制御装置が正しく作動せずあるい
は作動不能であると、下部レベル制御装置の作動は正し
く行なわれず、従って、金属レベルが下部レベルよりも
低下すると、推進ガスの幾分かが、炉とパイプとの間の
オリフィスを介して溶融金属に入ってしまうことにな
る。これは、金属の放出を重力だけに頼るシステムにお
いては避けることができるが、別の金属を連行し(entr
ain)かつ撹拌ジェットが浴の全領域に達するようにす
るのが望ましい金属の十分な高速ジェットを得るのが困
難となる。金属浴中にガスを噴射するこの現象は「泡立
ち」(“bubbling”)として知られており、著しい場合
には、各作動サイクルにおいて生じて炉内の金属表面を
乱すとともに、垢とアルミニウム酸化物の形成を促進
し、金属損失を更に招くことになる。
Due to the small diameter of the tube, a very small amount of dirt ring is large enough to come into contact with the electrodes used to control the upper level and cause a short circuit, rendering the controller inoperable. If the top level cannot be controlled, the metal will immediately fill the top of the tube and solidify in the pneumatic element, causing the entire system to stop irreparably. In addition, a small ring is created quickly,
The inside must be cleaned at all times, but cleaning with smaller diameter tubes is difficult and more costly to maintain. If the upper level control is not working or is not working properly, the lower level control will not work properly, and therefore, when the metal level drops below the lower level, some of the propellant gas will be transferred to the furnace and pipe. It will enter the molten metal through the orifice between and. This can be avoided in systems that rely solely on gravity for the release of metal, but entrain another metal (entr
ain) and it is difficult to obtain a sufficiently high velocity jet of metal, where it is desirable to have the stirred jet reach the entire area of the bath. This phenomenon of injecting gas into a metal bath is known as "bubbling" and, in significant cases, occurs at each cycle of operation, disturbing the metal surface in the furnace, as well as debris and aluminum oxide. Formation is promoted, which further leads to metal loss.

上記したフィッツパトリック等の特許に記載の装置にお
いては、金属ジェット手段は一方の壁内に装備され、対
向壁へ向けられている。米国特許第4,235,626号および
同第4,236,917号に開示されているような別のシステム
においては、ジェットは炉の底部に向けられるので、撹
拌効率が低下し、耐火ライニングのエロージョンが増大
する。
In the device described in the Fitzpatrick et al. Patent, cited above, the metal jet means are mounted in one wall and directed towards the opposing wall. In another system, such as that disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,235,626 and 4,236,917, the jets are directed to the bottom of the furnace, which reduces agitation efficiency and increases refractory lining erosion.

上記した先行技術のシステムのほとんどは、パイプと炉
内部との間に、チューブの内径と略同じ寸法の開口を形
成しているので、得られる出口速度は、必然的に、より
小径のオリフィスを使用した場合に得られるものよりも
はるかに小さくなり、移動する金属の量と撹拌強度は減
少する。これを補償するため、米国特許第4,235,626号
に開示されているシステムにおいては、作動の際にチュ
ーブを動かして、撹拌面積を一層大きくすることが提案
されているが、機械的構造が複雑となり、炉の過酷な環
境と比較的大きい移動速度の中での保守が困難となる。
Since most of the prior art systems described above form an opening between the pipe and the interior of the furnace that is approximately the same size as the inside diameter of the tube, the resulting exit velocity will necessarily result in a smaller diameter orifice. It is much smaller than what would be obtained if used and the amount of metal transferred and the stirring strength are reduced. In order to compensate for this, in the system disclosed in U.S. Pat.No. 4,235,626, it has been proposed to move the tube during operation to provide a larger agitation area, but with a complicated mechanical structure, Maintenance becomes difficult in the harsh environment of the furnace and the relatively high moving speed.

従って、撹拌は、炉の浴表面を乱すことなく、かつ、装
填ドアを開けあるいは炉のバーナを停止することなく、
しかも撹拌工程を開始したときに何らの装備処理を必要
とすることなく、浴の内容物を完全かつ迅速に混合する
ことができるものでなければならないことがわかる。か
かる装置によれば、撹拌は浴表面の下で行なわれるの
で、垢の形成を極力防ぐことができ、従って、浴の熱勾
配を除去することができるので、温度制御を良好に行な
うことができるとともに、浴表面の温度の低下により生
ずる表面での酸化を少なくすることができる。更に、合
金成分の溶解を一層効率的に行なうことができるととも
に、熱移動が良好に行なわれるので、再溶解速度の増加
とエネルギ消費の低減を図ることができる。これらはい
ずれも、据付け原価とその後の保守費用の双方をできる
だけ低くすることができる装置によって達成されるのが
好ましい。
Thus, stirring does not disturb the bath surface of the furnace and does not open the loading door or shut down the furnace burner.
Moreover, it can be seen that it must be possible to mix the contents of the bath completely and quickly without the need for any equipment treatment when the stirring process is started. According to such an apparatus, since the stirring is performed under the bath surface, the formation of dross can be prevented as much as possible, and therefore, the thermal gradient of the bath can be removed, so that the temperature can be controlled well. At the same time, it is possible to reduce the oxidation on the surface caused by the decrease in the temperature of the bath surface. Further, the alloy components can be more efficiently melted and the heat transfer is favorably performed, so that the remelting rate can be increased and the energy consumption can be reduced. Both of these are preferably accomplished by a device that allows both installation costs and subsequent maintenance costs to be as low as possible.

従って、本発明の目的は、溶融金属を撹拌するための新
規な撹拌装置を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a new stirring device for stirring molten metal.

本発明のの目的は、原価と保守費用に関する要求を満た
すことができるとともに、効率よく撹拌を行なうことが
できるシステムおよび装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a system and an apparatus capable of satisfying the requirements regarding cost and maintenance cost and efficiently performing agitation.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、炉室の溶融金属を撹拌するための撹拌
装置が提供されている。この撹拌装置は、 炉室から分離した溜め室と、 炉室の内部と溜め室とを連通させて双方の間で溶融金属
を通す通路と、 溶融金属を炉室から溜めの内部に引入れるための真空と
溜めから炉室へ撹拌ジェットの形態で溶融金属を放出す
るための正圧とを択一的に(alternatively)かつ連続
して形成するように溜め室の内部に接続された真空/圧
力発生手段とを備えている。
(Means for Solving the Problem) According to the present invention, there is provided a stirring device for stirring the molten metal in the furnace chamber. This agitator has a reservoir chamber separated from the furnace chamber, a passage for communicating molten metal between the inside of the furnace chamber and the reservoir chamber, and for introducing molten metal from the furnace chamber into the reservoir. Vacuum / pressure connected to the interior of the sump chamber to alternately and continuously form a vacuum in the chamber and a positive pressure for discharging the molten metal from the reservoir into the furnace chamber in the form of a stirred jet And generating means.

かかる装置においては、前記通路はノズルを備え、ノズ
ルの横断面積と溜め室内部の水平横断面積の比は1:50乃
至1:250、好ましくは1:60乃至1:150の範囲にある。
In such a device, the passage is provided with a nozzle, the ratio of the cross-sectional area of the nozzle to the horizontal cross-sectional area of the interior of the sump being in the range 1:50 to 1: 250, preferably 1:60 to 1: 150.

溜め室内部の水平横断面積と前記上部レベルと下部レベ
ルとの間の垂直方向の距離との比は、約1:10乃至1:20と
することができ、25cm2/cm(10平方インチ/インチ)以
上とすることができる。
The ratio of the horizontal cross-sectional area inside the sump chamber to the vertical distance between the upper and lower levels can be about 1:10 to 1:20 and is 25 cm 2 / cm (10 square inches / Inches) or more.

溜め室内部の水平横断面の直径と前記上部レベルと下部
レベルとの間の垂直方向の距離との比は約1.0:1乃至2.
0:1とすることができる。
The ratio of the diameter of the horizontal cross section inside the sump chamber to the vertical distance between the upper and lower levels is about 1.0: 1 to 2.
It can be 0: 1.

あるいはまたは更に、溜め室は該室の内部にアクセスす
ることができるように取外し自在のカバー部を備えるこ
とができ、カバー部は内部に、溜め室の内部とその中の
溶融金属とを加熱するための加熱手段を装着している。
Alternatively or additionally, the sump chamber may include a removable cover portion for providing access to the interior of the chamber, the cover portion heating therein the interior of the sump chamber and the molten metal therein. It is equipped with a heating means.

好ましくは、溜めの内部は水平横断面が略円形であり、
前記通路は水平に円形横断面に対して接線方向に開口
し、通路を通る溶融金属を略水平にかつ前記円形横断面
に対して接線方向に放出することにより、溜めに入る溶
融金属が溜め内部において渦を形成するようにしてい
る。
Preferably, the interior of the reservoir is substantially circular in horizontal cross section,
The passage is horizontally opened tangentially to the circular cross section, and the molten metal passing through the passage is discharged substantially horizontally and tangentially to the circular cross section, so that the molten metal entering the reservoir is stored inside the reservoir. The vortex is formed at.

好ましくは、前記取外し自在のカバー部はまた、溜めの
内部から炉の内部へ導入される加圧気体の泡立ちを検出
する検出器を備えている。
Preferably, the removable cover part also comprises a detector for detecting bubbling of the pressurized gas introduced into the furnace from within the reservoir.

好ましくは、溶融金属の上部レベルを検出するレベル制
御電極と泡立ちを検出する圧力検出器の出力に基づきバ
タフライバルブを制御し、該バタフライバルブにより正
圧と真空とを周期的に切り換えて溜め室内部に印加する
ようになっている。
Preferably, the butterfly valve is controlled based on the output of the level control electrode for detecting the upper level of the molten metal and the pressure detector for detecting the bubbling, and the butterfly valve periodically switches between positive pressure and vacuum to store the inside of the reservoir chamber. It is designed to be applied to.

溜め室は、溜め室内の溶融金属のレルを測定するように
溜め室の重量を測定することができ、および/または、
溜め内部から炉内部へ導入される加圧気体の泡立ちを検
出することができる計量装置に載置することができる。
The sump chamber can weigh the sump chamber to measure the level of molten metal in the sump chamber, and / or
It can be mounted on a metering device that can detect foaming of the pressurized gas introduced from the inside of the reservoir to the inside of the furnace.

好ましくは、通路は一側に隣接する炉の一端あるいは開
口端に隣接する炉の一側において開口端の面に対して10
乃至45度の角度をなして炉に開口するように延設され
る。
Preferably, the passageway is 10 at one end of the furnace adjacent to one side or at one side of the furnace adjacent to the open end with respect to the face of the open end.
It extends to the furnace at an angle of ~ 45 degrees.

(実施例) 以下、本発明を、添付図面に示す実施例に関して説明す
るが、以下に説明する実施例は、参照番号10で全体示さ
れているような、平面が矩形の浅いアルミニウム溶融ま
たは鋳造炉とともに使用するようになっている。炉10
は、炉床12と、端部壁14および16と、側壁18および20
と、種々の場所に設けられている検査ドア22と、側壁に
沿って設けられている装填ドア24とを備えている。撹拌
装置は、参照番号26で全体示され、側壁20に沿って、側
壁20と端部壁24との接合部に接近して配設されている。
撹拌装置26は、炉に対して溶融金属を出入れするノズル
部27を備えており、溶融金属はこの撹拌装置26を介して
炉から引込まれ、かつ、端部壁15の面と平行な面に対し
て約10乃至40度の角度Aだけ傾けて炉に戻されることに
より、浴に入る金属のジェットが他方の側壁18に対応す
る角度だけ向けられるが、他方の端部壁16へ向かう成分
も有するようになっている。ジェットが対向する側壁
に、より小さい角度Aで向けられると、撹拌を良好に行
なうことはできず、しかも耐火ライニングのエロージョ
ンを生ずる可能性が高くなる。撹拌装置が配設するのに
適した数多くの別の場所があるが、第1図にはそのうち
の2つが点線で示されている。かかる場所は、最終的に
は、該装置を配設するのに適した、炉の周囲に存在する
空間の場所によって主として選択される。
EXAMPLES The present invention will now be described with reference to the examples shown in the accompanying drawings, which are described below with reference to the general reference numeral 10 for shallow planar aluminum melting or casting. It is designed to be used with a furnace. Furnace 10
Includes hearth 12, end walls 14 and 16 and side walls 18 and 20.
And inspection doors 22 provided at various places and a loading door 24 provided along the side wall. The stirrer is indicated generally by the reference numeral 26 and is disposed along the side wall 20, close to the junction of the side wall 20 and the end wall 24.
The stirrer 26 is provided with a nozzle portion 27 for putting molten metal in and out of the furnace, the molten metal being drawn from the furnace through the stirrer 26, and a surface parallel to the surface of the end wall 15. By returning to the furnace at an angle A of about 10 to 40 degrees with respect to the furnace, the jet of metal entering the bath is directed at an angle corresponding to the other side wall 18 but towards the other end wall 16. Also has. If the jets are directed to the opposite side walls at a smaller angle A, the agitation cannot be performed well and the erosion of the refractory lining is likely to occur. There are numerous alternative locations suitable for placement of the stirrer, two of which are shown in dotted lines in FIG. Such a location is ultimately selected mainly by the location of the space around the furnace, which is suitable for the installation of the device.

次に、第2乃至6図について説明すると、本発明の撹拌
装置の溜め室は、使用される炉とは完全に別体をなして
いるが、第1、4および6図に示すように、ノズル部は
炉壁に組込んで、炉床の上方のわずかな距離(通常は、
約15乃至40センチ)のところで炉内に水平に放出するよ
うにするとともに、乱流が得られるようにしている。ジ
ェットは金属を連行することにより、金属表面を波立た
せることなく、かつ、金属表面に垢を形成することな
く、溶融金属の強い炉の大部分において行なわれるよう
にしている。
2 to 6, the stir chamber of the stirring device of the present invention is completely separate from the furnace used, but as shown in FIGS. The nozzle part is installed in the furnace wall and a short distance above the hearth (usually
At about 15 to 40 cm), it is discharged horizontally into the furnace and turbulent flow is obtained. The jet entrains the metal so that it is performed in most furnaces with a strong molten metal without waviness on the metal surface and without depositing dust on the metal surface.

本実施例においては、溜めは、下端が閉止されかつ上端
が開放され、適宜の支持体に載置された鋼板製の円筒状
の下部ケース28を備えている。図示の実施例において
は、ケースは、配設した場合には、下記するように機能
するロードセル(load cell)30に載置されている。開
放上端部は、同じ水平方向の径を有する円筒状の上部ケ
ースからなるドーム状カバー部材32によって閉じられ、
2つのケースには、それぞれ整合する環状のフランジ34
と36とが設けられ、これらのフランジは、容易に取外し
自在の回動ボルト38またはその他の同等なクランプ装置
によって必要に応じて互いにクランプされる。これらの
フランジ間には通常の気密シール(図示せず)が介在し
ている。
In the present embodiment, the reservoir is provided with a cylindrical lower case 28 made of a steel plate, the lower end of which is closed and the upper end of which is open, and which is mounted on an appropriate support. In the illustrated embodiment, the case, when placed, is mounted on a load cell 30 that functions as described below. The open upper end is closed by a dome-shaped cover member 32 formed of a cylindrical upper case having the same horizontal diameter,
The two cases have matching annular flanges 34
And 36 are provided and the flanges are clamped to each other as needed by an easily removable pivot bolt 38 or other equivalent clamping device. A normal airtight seal (not shown) is interposed between these flanges.

カバーは、下部ケース28に支持され、上下方向に離隔配
置されたブッシュ44に装着された上下方向に延びるロッ
ド42に、ブラケット40によって取着され、矢印46によっ
て示すように、上下方向へ動くことができるようになっ
ている。更に、ロッド42は、矢印48によって示すよう
に、長手方向の軸線を中心に回動することができるよう
になっている。ロッドは、必要に応じて、ジャッキ50に
より、下端部を介して上下に可動となっており、ジャッ
キは電動機51によって作動され、ジャッキのかかる動作
により、カバーは、第2図において点線で示す上部位置
まで上方へ動かされる。あるいは、液圧ジャッキおよび
これと組合される作動システムを使用することができ
る。この上部位置においては、カバーから吊下している
レベル検出器部材は、カバーが溜め直上の上方位置から
第3図において鎖線で示す除去位置まで回動されると、
鋳込フランジから離れるように十分高い位置に持上げら
れる。この除去位置において、オペレータは、カバーの
下側部と溜めの内部に容易にアクセスすることができ
る。この回動は、適宜の駆動体(図示せず)により、上
下方向の移動位置の頂部において自動的に行なわせるこ
とができる。
The cover is supported by the lower case 28, is attached by brackets 40 to vertically extending rods 42 mounted on vertically spaced bushes 44, and can move vertically as indicated by arrow 46. You can do it. Further, the rod 42 is rotatable about a longitudinal axis, as indicated by arrow 48. The rod is movable up and down via a lower end portion by a jack 50 as required, and the jack is operated by an electric motor 51, and the operation of the jack causes the cover to move to an upper portion shown by a dotted line in FIG. Moved up to the position. Alternatively, hydraulic jacks and actuation systems associated therewith can be used. In this upper position, the level detector member suspended from the cover is rotated from the position directly above the reservoir to the removal position indicated by the chain line in FIG.
Lifted high enough to move away from the casting flange. In this removal position, the operator has easy access to the underside of the cover and the interior of the sump. This rotation can be automatically performed at the top of the moving position in the vertical direction by an appropriate driving body (not shown).

図示の特定の実施例の寸法は、以下に示すようにするこ
とができるが、これらの寸法および他の寸法は、特に限
定されない限り、単なる例示として理解されるべきであ
って、本発明を何ら限定するように解釈されるべきでは
ない。本実施例においては、下部円筒状ケース28と、カ
バーを構成する外部ケースは、10mm(0.375インチ)の
鋼板から形成されている。溜めが溶融金属との繰返しサ
イクルでの接触に耐えることができるようにするための
ライニングは、[“PLIVAFORM”なる商品名でプリブリ
コ(Plibrico)社から販されている]断熱材料からな
り、肉厚が100mm(4イbチ)の第1の外側ライニング5
2と、[同社から“LW1-28”なる商品名で販売されてい
る]耐火材から形成され、肉厚が125mm(0.5インチ)の
第2の中間ライニング54と、金属と接触される第3の外
側ライニングとから構成されている。第3の内側ライニ
ング56は、カーボランダム(Carborundum)社から“REF
RAXなる商品名で販売されている材料のような炭火珪素
耐火材から50mm(2インチ)の厚さに形成されている。
これらの比較的厚い絶縁ライニングは、金属が溜めの内
部にあるときの熱損失を最小にするとともに、比較的厚
肉の第3の耐火層は、移動する溶融金属により摩耗が生
ずるにもかかわらず、長い寿命の内側ライニングを提供
する。炉には、通常は一層厚肉であるが、同様な耐火材
ライニングが設けられている。
The dimensions of the particular embodiments shown may be as shown below, but these and other dimensions should be understood as merely exemplary, unless otherwise limited, and the present invention is not intended to be limited to these. It should not be construed as limiting. In this embodiment, the lower cylindrical case 28 and the outer case forming the cover are made of a steel plate of 10 mm (0.375 inch). The lining to allow the sump to withstand repeated cycles of contact with molten metal is made of an insulating material [sold by Plibrico under the trade name "PLIVAFORM"] 100mm (4b) first outer lining 5
2 and a second intermediate lining 54, which is made of refractory material (sold by the company under the trade name "LW1-28") and has a wall thickness of 125 mm (0.5 inch), and a third that contacts metal. It consists of an outer lining and. The third inner lining 56 is “REF” from Carborundum.
It is formed to a thickness of 50 mm (2 inches) from a carbon fired silicon refractory material such as the material sold under the trade name RAX.
These relatively thick insulating linings minimize heat loss when the metal is inside the sump, while the relatively thick third refractory layer wears due to moving molten metal. Provide a long life inner lining. The furnace is usually thicker but is provided with a similar refractory lining.

開口が溜めの側壁とライニングに形成され、整合する開
口が炉のライニングと側壁に形成されている。ケース28
と炉の壁20には、それぞれ、整合する円形のフランジ58
と60が設けられ、これらのフランジはボルト62によって
連結され、修理、ライニングなどが必要なときに、溜め
を炉から容易に取外すことができるようにしている。炭
化珪素またはその他の適宜の耐火材から成形されたブロ
ック64が、炉の側壁に取着され、しかも耐火および絶縁
材料によって包囲され、炉と溜めの内部との間で溶融金
属が通る特別に形成された通路を形成している。この通
路の溜め側の部分66は、溜めの側壁の開口と同じ断面積
を有しているが、中間部68は、著しく小さい径を有し、
金属が溜めに入る方向と溜めから出る方向の両方向へ移
動するときに金属のジェットを形成するノズルを構成し
ている。炉側の部分70は、炉の内部へ向けて外方へテー
パが付され、金属の出ていくジェットが第6図において
矢印72によって示されるように外方へ拡がり、周囲の浴
をできるだけ多く連行するとともに、撹拌が一層有効に
行なわれるようにしている。この実施例においては、ブ
ロック64は、長さが約46cm(18インチ)であり、第7図
に示す横面積の部分を有するとともに、円形ノズル開口
68は直径が6.5cm(2.5インチ)で、横断面積が約35cm2
(5.0平方インチ)である。
Openings are formed in the reservoir sidewalls and linings, and matching openings are formed in the furnace linings and sidewalls. Case 28
And the furnace wall 20 have matching circular flanges 58, respectively.
And 60 are provided and these flanges are connected by bolts 62 to allow the reservoir to be easily removed from the furnace when repairs, linings, etc. are needed. A block 64 molded from silicon carbide or other suitable refractory material is attached to the side walls of the furnace and is surrounded by refractory and insulating material and is specially formed to pass molten metal between the furnace and the interior of the sump. Form a passage. The reservoir side portion 66 of this passage has the same cross-sectional area as the reservoir side wall opening, but the intermediate portion 68 has a significantly smaller diameter,
It constitutes a nozzle that forms a jet of metal as the metal moves in and out of the sump. The furnace side portion 70 tapers outwards towards the interior of the furnace so that the outgoing jet of metal spreads outwards as indicated by arrow 72 in FIG. 6 to maximize ambient bathing. While being carried, the stirring is made more effective. In this embodiment, the block 64 is approximately 46 cm (18 inches) in length, has a portion of the lateral area shown in FIG. 7, and has a circular nozzle opening.
68 has a diameter of 6.5 cm (2.5 inches) and a cross-sectional area of approximately 35 cm 2
(5.0 square inches).

ケース28の溜めの下部の構成素子はいずれも、比較的長
い間隔での交換を通常必要とするだけの「静的」特性
(“static”nature)を有するものとみなすことができ
る。下部の側壁に配置されているサーモスタット74を除
いて、撹拌器の「能動」(“active”)構成素子はいず
れも取外し自在のカバーに担持されている。サーモスタ
ット74の検出素子は、ライニング52と54を貫通している
だけであり、内側のライニング56によって金属と接触し
ないように遮断されており、その制御回路は測定される
低い方の温度を補償するように調整される。
Any of the components in the lower portion of the reservoir of case 28 can be considered to have "static" nature, which typically requires replacement at relatively long intervals. All of the "active" components of the agitator are carried in a removable cover, except for the thermostat 74, which is located on the lower sidewall. The sensing element of the thermostat 74 only penetrates the linings 52 and 54 and is blocked from contact with metal by the inner lining 56, whose control circuit compensates for the lower measured temperature. Is adjusted.

カバーのドーム状内部は、第4および5図に明確に示す
ように、中央の空間76を残すように、絶縁および耐火材
75の層でライニングが施されている。本実施例において
は、3つの側方へ離隔した、水平方向へ延びる炭化珪素
の、高温ロッドタイプの電気加熱素子78からなる加熱手
段がカバーに取着され、発生する熱を内部に直接または
反射により放射するようにしている。ヒータは、振動に
よる損傷を最少にするように両端部がしっかりと取着さ
れているとともに、カバー32を動かすことなくそれぞれ
を容易に取換えるためにアクセスすることができるよう
に、各端部が外部ケース80を介して取着されている。各
ケース80は、取外し自在のカバー82を有している。必要
な場合には、ヒータは、それぞれの水平な遮蔽体84によ
って、溶融金属からの跳ね掛け(splash)を直接受けな
いようにすることができる。
The dome-shaped interior of the cover is made of insulating and refractory material, leaving a central space 76, as clearly shown in FIGS.
It is lined with 75 layers. In this embodiment, three laterally-extending, horizontally extending, silicon carbide, high-temperature rod-type electric heating elements 78 are attached to the cover, and the generated heat is directly or internally reflected. To radiate more. The heater is firmly attached at both ends to minimize damage from vibration, and each end is easily accessible for easy replacement without moving the cover 32. It is attached via the outer case 80. Each case 80 has a removable cover 82. If desired, the heaters can be prevented directly from splashing from the molten metal by their respective horizontal shields 84.

これらのヒータは、次のような数多くの重要な機能を発
揮する。
These heaters perform a number of important functions including:

(1)始動または再始動に先立って溜めの内部を予熱
し、金属が入ってきたときに金属が凝固するのを防止す
ることができる。
(1) It is possible to preheat the inside of the reservoir before starting or restarting and prevent the metal from solidifying when the metal enters.

(2)撹拌器が使用されていないときに、溜めに残って
いる金属を溶融状態に保持する。
(2) Hold the metal remaining in the sump in a molten state when the stirrer is not in use.

(3)溜めの内壁を、垢の付着を最少にしかつ垢の除去
を容易にするのに十分な高温(アルミニウムの場合は約
700℃よりも上)に保持する。
(3) The inner wall of the reservoir is at a high enough temperature to minimize the buildup of dirt and to facilitate the removal of dirt (about about 5% for aluminum).
Hold above 700 ° C).

(4)壁の垢を所定の間隔で除去するのを容易にするよ
うに十分高い温度に垢を保持する。ヒータは、これらの
目的を達成するのに十分な定格出力を有するとともに、
適宜の制御システムによるサーモスタット74の制御の下
で作動される。
(4) Keep the scale at a temperature high enough to facilitate removal of the scale from the wall at regular intervals. The heater has sufficient rated power to achieve these goals, and
It is operated under the control of the thermostat 74 by a suitable control system.

カバーはまた、溜め内部の上部レベルの制御に使用され
る3つの電極86、88および90を取着している。2つの電
極86と88は、金属ロッドからなり、金属が第4図におい
て一点鎖線92に示す正常上部レベル(normal upper lev
el)に達したときに、電気的に接続される正常上部レベ
ル検出器を構成している。対応する正常下部レベルは、
2点鎖線94によって示されている。電極90は、より短く
なっており、かつ、電極86と協働して、金属がレベル96
に達したときに空気圧回路を完全に遮断するとともに、
以下に詳細に説明するように、溜めの内部を大気と接続
して溜めの内部が炉の内容物と平衝するレベル98まで空
になるように作動する緊急レベル検出器を構成する。カ
バーは更に、オペレータが内部を点検することができる
ようにする観察口100と、孔104を介して得られる溜め内
の圧力を以下に説明する目的のために空気圧制御システ
ムと連通させるパイロット圧接続体102と、ガスを溜め
に圧送しかつ溜めから取出す出入りパイプ106とを取付
けている。パイプ106は、下端部が閉止されているとと
もに、孔108が放射状に設けられ、内部に入るガスが金
属に向かわないようにすることにより、金属の跳ね掛け
と垢の形成を最少にするとともに、加熱素子を保護する
ようにしている。
The cover also mounts three electrodes 86, 88 and 90 which are used to control the upper level inside the reservoir. The two electrodes 86 and 88 consist of a metal rod, the metal of which is the normal upper level indicated by the dash-dotted line 92 in FIG.
el) constitutes a normal upper level detector that is electrically connected when it reaches. The corresponding normal lower level is
It is indicated by a chain double-dashed line 94. Electrode 90 is shorter and, in cooperation with electrode 86, metal level 96
When it reaches, the pneumatic circuit is completely shut off, and
As will be described in detail below, an emergency level detector is constructed that operates to connect the interior of the reservoir to the atmosphere and empty the interior of the reservoir to level 98 where it is flush with the contents of the furnace. The cover further includes a viewing port 100 that allows an operator to inspect the interior and a pilot pressure connection that communicates the pressure in the reservoir obtained through hole 104 with a pneumatic control system for the purposes described below. A body 102 and an inlet / outlet pipe 106 for pumping gas to and from the reservoir are attached. The pipe 106 is closed at its lower end and has holes 108 formed in a radial shape so that gas entering the pipe is not directed to the metal, thereby minimizing splashing of metal and formation of dust, and It is designed to protect the heating element.

システムを作動させかつ制御する特定の空気圧回路につ
いて説明する。該回路は、溜めの内部と炉の内部との間
で、正および負の圧力差を連続的かつ択一的に形成する
ことにより、金属が溜めの内部に引入れられかつ溜めの
内部から放出されるように作用する。第8A図は、約2 2/
1サイクルの作動の際の溜めの内部における圧力値の経
時変化の「理想的な」特性を点線で示し、実線は得られ
る一層通常的な特性を示す。第8B図は、金属レベルの対
応する変動を示す。一般的には、使用される高圧力は、
0.35乃至1.0kg/cm2(5乃至14psi)の範囲、通常は約0.
70kg/cm2(10psi)であり、低い圧力は、−0.35乃至−
0.70kg/cm2(−5乃至−10psi)の範囲、通常は約−0.5
0kg/cm2(−7psi)である。
A particular pneumatic circuit that activates and controls the system is described. The circuit continuously and alternatively creates positive and negative pressure differences between the interior of the sump and the interior of the furnace so that metal is drawn into and discharged from the interior of the sump. Acts as if it were. Figure 8A shows about 22 /
The "ideal" characteristic of the change in pressure value inside the reservoir during one cycle of operation is shown by the dotted line, and the solid line shows the more usual characteristic obtained. FIG. 8B shows the corresponding variation in metal level. Generally, the high pressure used is
Range of 0.35 to 1.0 kg / cm 2 (5 to 14 psi), usually about 0.
70 kg / cm 2 (10 psi), low pressure is −0.35 to −
0.70kg / cm 2 (-5 to -10psi) range, usually about -0.5
It is 0 kg / cm 2 (-7 psi).

また、一般的には、サイクルの吸引(真空)部分は10乃
至15秒を要し、放出(圧力)部分は10乃至15秒であるの
で、サイクル全体で通常約20乃至30秒を要することにな
る。溜めは寸法が大きいので、撹拌器の機能は設計上の
制限を受けるのではなく、主として給送される圧縮空気
の量により制限を受け、該空気の量は、圧縮空気を供給
する装置のサイズによって定められる。これらのパラメ
ータは、サイクルの全時間、従って、金属ジェットの流
量と速度を定める。
Also, typically, the aspirating (vacuum) part of the cycle takes 10 to 15 seconds and the venting (pressure) part takes 10 to 15 seconds, which usually takes about 20 to 30 seconds for the entire cycle. Become. Due to the large size of the reservoir, the function of the stirrer is not limited by design, but mainly by the amount of compressed air delivered, which in turn depends on the size of the device supplying the compressed air. Defined by These parameters define the total time of the cycle and thus the flow rate and velocity of the metal jet.

本実施例の装置の寸法の幾つかについては上記したが、
更に関連する寸法は次のとおりである。
Although some of the dimensions of the device of this embodiment have been described above,
Further relevant dimensions are:

ケース28の外径=117cm(46インチ) 室の内径=60.0cm(24インチ) 内部の横断面積=2830cm2(450平方インチ) ヒータ78の定格出力(各)=8kw ケース28の高さ=168cm(66インチ) カバー36を含む高さ=218cm(86インチ) カバーの上下移動=40cm(16インチ) レベル92乃至94の高さ=110cm(43インチ) 内容積=1800リットル(63立方フィート) 最大容量=650kg(1430ポンド) 1サイクルの金属の量の変化(metal mass change)=5
50−600kg(1200乃至1320ポンド) ノズルの横断面積=35cm2(5.0平方インチ) 1サイクルで移動される金属は比較的多量であり、か
つ、ノズルの横断面積は比較的小さいので、比較的大き
い速度のジェットが得られ、作動条件によるが、一般に
は約4乃至12メートル/秒(800乃至2400fpm)、より一
般的には6乃至10メートル/秒(1200乃至2000fpm)と
なる。20秒のサイクル時間では、最大の平均全流量は、
約1800kg/分(4000ポンド/分)である。炉に連行され
る金属の量は、ノズルから出る量の5乃至15倍となり、
40トン炉の場合には、サイクルあたり炉の容積の約15パ
ーセントに達するので、炉は、認められるような乱れが
浴表面に表われることなく、数分以内で完全に撹拌され
る。
Case 28 outer diameter = 117 cm (46 inches) Chamber inner diameter = 60.0 cm (24 inches) Internal cross-sectional area = 2830 cm 2 (450 square inches) Heater 78 rated output (each) = 8 kw Case 28 height = 168 cm (66 inches) Height including cover 36 = 218 cm (86 inches) Vertical movement of cover = 40 cm (16 inches) Height of levels 92 to 94 = 110 cm (43 inches) Internal volume = 1800 liters (63 cubic feet) Maximum Capacity = 650 kg (1430 lbs) 1 cycle metal mass change = 5
50-600 kg (1200 to 1320 lbs) Nozzle cross-sectional area = 35 cm 2 (5.0 square inches) A relatively large amount of metal is moved in one cycle, and a relatively small nozzle cross-sectional area makes it relatively large Velocity jets are obtained and will typically be about 4 to 12 meters / second (800 to 2400 fpm), more typically 6 to 10 meters / second (1200 to 2000 fpm), depending on operating conditions. At a cycle time of 20 seconds, the maximum average total flow is
It is about 1800 kg / min (4000 lbs / min). The amount of metal taken into the furnace is 5 to 15 times the amount coming out of the nozzle,
In the case of a 40 ton furnace, which reaches about 15 percent of the furnace volume per cycle, the furnace is thoroughly stirred within minutes without any noticeable turbulence appearing on the bath surface.

本発明の作動のためには、溜めの内部は比較的大きな水
平横断面を有することが重要であり、実施の上からは、
横断面を方形および矩形とすることができるが通常は円
筒形であり、好ましい最小の直径を50cm(20インチ)と
して最小横断面積を1960cm2(314平方インチ)とするこ
とができる。最大直径は、炉の周囲にとることができる
空間のような因子により、遥かに大きくするように選択
することができるが、大きい直径の利点は、上記したよ
うに、直径と比例して増大するものではなく、実際の最
大直径を75cm(30インチ)にして、横断面積を4,417cm2
(707平方インチ)とすることができる。上記したよう
に、好ましい実施例のノズルの横断面積は35cm2(5.0平
方インチ)であり、従って、これら2つの面積の比は1:
90となることがわかる。ノズルの実際的な最小および最
大の寸法はそれぞれ、3.8cm(1.5インチ)および10.0cm
(4インチ)であり、対応する横断面積はそれぞれ約1
1.3cm2(1.77平方インチ)および79cm2(12.5平方イン
チ)となる。2つの面積の比の実際的な範囲は、1:50乃
至1:250、好ましくは1:60乃至1:150である。これらの大
きい比は、先行技術の殆どの1:1という値、および米国
特許第4,008,884号の装置の1:16とは著しい対照をなす
ものである。
For the operation of the present invention, it is important that the interior of the reservoir has a relatively large horizontal cross section, and from an implementation perspective,
The cross section can be square and rectangular, but is usually cylindrical, with a preferred minimum diameter of 50 cm (20 inches) and a minimum cross-sectional area of 1960 cm 2 (314 square inches). The maximum diameter can be chosen to be much larger due to factors such as the space that can be taken around the furnace, but the benefits of a larger diameter increase proportionally with the diameter, as described above. Not the thing, the actual maximum diameter is 75 cm (30 inches) and the cross-sectional area is 4,417 cm 2
(707 square inches). As mentioned above, the cross-sectional area of the nozzle of the preferred embodiment is 35 cm 2 (5.0 square inches), so the ratio of these two areas is 1:
It turns out to be 90. Practical minimum and maximum dimensions of the nozzle are 3.8 cm (1.5 inches) and 10.0 cm, respectively
(4 inches) and the corresponding cross-sectional area is about 1 each
It will be 1.3 cm 2 (1.77 square inches) and 79 cm 2 (12.5 square inches). A practical range for the ratio of the two areas is 1:50 to 1: 250, preferably 1:60 to 1: 150. These large ratios are in stark contrast to most of the prior art values of 1: 1 and 1:16 in the device of US Pat. No. 4,008,884.

溜めをこのように大きい容積と横断面積にすることによ
り、多量の金属を大きい速度で移動させることができ、
従って、全運動量が大きくなって混合速度を高めること
ができるとともに、サイクル時間を比較的長くすること
ができるという利点が得られる。かかる特徴により、サ
イクルの各部分を開始しかつ確認するのに利用すること
ができる時間を長くすることができるので、一層予測可
能な制御を行なうことができる。
With such a large volume and cross-sectional area of the reservoir, a large amount of metal can be moved at a high velocity,
Therefore, the total momentum can be increased, the mixing speed can be increased, and the cycle time can be relatively lengthened. This feature allows for more predictable control because it increases the time available to initiate and identify each part of the cycle.

本発明の特徴である比較的短くて径の大きい溜めは、溶
融金属を含む内部室の水平な内径と、正常の上部レベル
92から正常の下部レベル94に至る垂直方向の距離との間
の比によっても規定することができる。この実施例にお
いては、直径は60cm(24インチ)であり、垂直方向の距
離は約90cm(36インチ)であるので、比は1.50:1であ
る。この比の値の実際の範囲は、約1.0:1乃至2.0:1であ
る。
The relatively short, large-diameter reservoir, which is a feature of the present invention, has a horizontal inner diameter of the inner chamber containing the molten metal and a normal upper level.
It can also be defined by the ratio between the vertical distance from 92 to the normal lower level 94. In this example, the diameter is 60 cm (24 inches) and the vertical distance is about 90 cm (36 inches), so the ratio is 1.50: 1. The practical range of values for this ratio is about 1.0: 1 to 2.0: 1.

更に別の特徴は、レベル92と94との間の垂直方向の距離
に対する内部室の水平方向の横断面積の比であり、これ
は約25cm2/cm(10平方インチ/インチ)以上であるのが
好ましい。
Yet another feature is the ratio of the horizontal cross-sectional area of the interior chamber to the vertical distance between levels 92 and 94, which is greater than about 25 cm 2 / cm (10 square inches / inch). Is preferred.

流れ制限ノズルを使用することにより、上記したよう
に、必要な範囲の機能を行なう、金属を連行する高速ジ
ェットを形成することができるという効果が得られる。
ノズルのサイズ、ノズルの位置およびジェットが浴に入
る角度を適宜選択すると、得られる混合作用を浴全体に
及ぼすことができ、しかも、かかる作用は、入ってくる
金属が高速であるにも拘らず、浴の金属面の認められ得
る乱れを生ずることなく達成される。より小径のノズル
を使用すると、必要な金属の排出を行なうために、溜め
内の圧力を一層高くすることが必要となる。
The use of a flow restricting nozzle has the advantage, as described above, of forming a metal-entrained high-speed jet that performs the required range of functions.
Appropriate selection of the nozzle size, nozzle position and jet entry angle allows the resulting mixing action to be exerted throughout the bath, yet such action is achieved despite the high velocity of the incoming metal. , Without any noticeable disturbance of the metallic surface of the bath. The use of smaller diameter nozzles requires a higher pressure in the reservoir to provide the necessary metal evacuation.

流れ制限ノズルはまた、溜め内部への金属の流入を好影
響を及ぼす。特に、第6図に示すように、入ってくる金
属のジェットを溜め内部の水平円形横断面に対して接線
方向へ向けると、好影響が得られる。水平横断面におい
て見受けられるかかる流れの一般的な形状が、第6図に
おいて矢印110で示されている。入ってくる金属にこの
ように生ずる早い渦は、垢の形成を低減させるととも
に、内壁上部は隣接するヒータ78により高温に保持され
ているので、該内壁上部への付着を少なくすることがで
きる。垢は、通常、円筒(body)形状で、第4図におい
て点線112および114によって示される場所に蓄積する。
方形または矩形横断面の溜めの場合には、このような渦
作用は得られず、入ってくるジェットが当たる側部と直
接対向する側部の付着物114は他方の側部におけるより
も一層迅速に成長することがわかる。先行技術の装置の
比較的小径のチューブでは、円筒状の溜め内で得られる
有利な洗い流し作用(scouring action)を十分に行な
わせることはできない。
The flow restricting nozzle also favors the flow of metal into the interior of the sump. In particular, as shown in FIG. 6, directing a jet of incoming metal tangentially to the horizontal circular cross section inside the reservoir has a positive effect. The general shape of such a flow found in a horizontal cross section is indicated by arrow 110 in FIG. The rapid vortices thus generated in the incoming metal reduce the formation of dross, and since the upper portion of the inner wall is kept at a high temperature by the adjacent heater 78, the adhesion to the upper portion of the inner wall can be reduced. Dust, which is usually in the shape of a body, accumulates at the locations indicated by dotted lines 112 and 114 in FIG.
In the case of a reservoir of square or rectangular cross section, no such vortex effect is obtained and the deposit 114 on the side directly opposite the side on which the incoming jet strikes is much faster than on the other side. You can see that it grows. The relatively small diameter tubes of the prior art devices do not allow the advantageous scouring action obtained in a cylindrical reservoir to be adequate.

実際には、上部レベル92のすぐ下での垢リングの形成を
避けることはできないが、本発明では、内部の径が比較
的大きいのでかかる弊害は実質上軽減される。このよう
に、垢は3kg(6.6ポンド)/時といった高い速度で付
着するのが極めて普通であり、先行技術の細いチューブ
では、第5乃至7時間の間隔で撹拌を停止してリングを
掻き落とさなければならないことになる。細い先行技術
のチューブが流れを妨げないにしても、垢が上部レベル
制御電極と接触して短絡させることにより重大な問題を
生ずるので、リングを除去するまで有効な制御を行なう
ことができないことになる。本発明の装置においてこの
ような付着が重要な問題となるまでには、約5乃至10日
の時間を要するとともに、清浄操作自体は、わずか約半
時間で行なうことができる。付着が重要な問題となるま
での時間は、カバーに安全に取着したヒータによってか
なり長くすることができる。カバーを取外し、容易にア
クセスすることができる溜めの内部で、高温で軟質の、
容易に分離することができるリングを除去することは比
較的簡単に行なうことができる。
In practice, the formation of a plaque ring just below the upper level 92 is unavoidable, but in the present invention such an adverse effect is substantially mitigated due to the relatively large inner diameter. Thus, it is quite common for dirt to deposit at a high rate of 3 kg (6.6 lbs) / hour, and prior art thin tubes stop stirring at intervals of 5-7 hours to scrape the ring. It will have to be done. Even though the thin prior art tubing does not impede the flow, it can cause significant problems by contacting the upper level control electrodes and short-circuiting them, thus preventing effective control until the ring is removed. Become. It takes about 5 to 10 days before such adhesion becomes a serious problem in the apparatus of the present invention, and the cleaning operation itself can be performed in only about half an hour. The time before sticking becomes a significant issue can be significantly lengthened by the heater safely attached to the cover. Inside the reservoir, where the cover can be removed and easily accessed, hot and soft,
Removing the ring, which can be easily separated, is relatively simple.

電気システムが、第9図に概略示されている。レベル電
極86、88および90と(配設されている場合には)ロード
セル30は、プログラマブル論理制御装置(PLC)からな
るシステム制御装置116に制御され、該制御装置は、ヒ
ータ78とジャッキ50のモータ51への三相変圧器から得ら
れる電力の供給を制御する電力制御装置118を制御す
る。システム制御装置はまた、撹拌操作用の空気圧シス
テム122、124を制御するとともに、これらの操作に関す
る視認指示および永久的な記録を提供するように公知の
態様で配認されている。
The electrical system is shown schematically in FIG. The level electrodes 86, 88 and 90 and the load cell 30 (if provided) are controlled by a system controller 116, which comprises a programmable logic controller (PLC), which controls the heater 78 and the jack 50. It controls a power control device 118 that controls the supply of electric power obtained from the three-phase transformer to the motor 51. The system controller is also distributed in a known manner to control the pneumatic systems 122, 124 for agitation operations and to provide visual instructions and permanent records regarding these operations.

空気圧システムは第9図においては便宜上1つのブロッ
ク122、124として示されているが、典型的な空気圧シス
テムが第10図に概略的に示されている。実際には、シス
テム122はカバーに取着され、システム124は溜めに沿っ
て取着され、この2つのシステムは、カバーを上記した
ように取外すことができるように柔軟な高圧金属ホース
によって接続されている。本実施例においては、真空は
エジェクタ126によって得られるが、かかる構成によれ
ば、真空は正の圧力を提供する圧縮空気の作用により得
られるので、コストの低減と構造の簡素化をもたらすこ
とができる。エジェクタは、カバーのフランジ106に直
接連結されている。圧縮空気は適宜のコンプレッサポン
プ(図示せず)からパイプ128を介してインジェクタに
供給され、使用される空気圧を送るようなサイズに形成
されたノズルによりインジェクタのスロート(throat)
に向けられる。空気圧は、約1.05乃至5.6kg/cm2(15乃
至80psi)の範囲で変えることができ、7.5cmのエジェク
タの場合には、1.4kg/cm2(20psi)乃至4.2kg/cm2(60p
si)の圧力が首尾よく使用された。この空気は、先づ、
自動排水手段を有するコロイドフィルタに通され、ここ
で水分が除去されるとともにポンプに戻らないようにさ
れ、次にソレノイド制御排出バルブ134と大容量のメイ
ン圧力制御バルブ138を介してノズル130へ達する。エジ
ェクタの出口は、ピストン作動のバタフライバルブ140
によりシステム制御装置116の制御の下で開閉される。
バルブ140は、ソレノイド作動のアクチュエータバルブ1
44の制御の下でピストンアクチュエータ142によって作
動される。バタフライバルブ140が開くとジェットポン
プ(噴流ポンプ)的な作用が発揮され、ノズルからの圧
縮空気が出口106を介して真空を形成し、閉じると、正
の圧力が生ずる。エジェクタの排出の際の騒音は、マフ
ラ146によってできるだけ低減される。オーバーサイズ
のアクチュエータバルブ144とともに最小のピストンア
クチュエータ142を使用することにより、バタフライバ
ルブの開閉速度を0.025秒よりも短くすることができ
る。このような短時間での開閉により、金属の反転移動
を素早くかつ安定して行なうことができるとともに、空
気流におけるわずか1つの移動部分だけによる高周波数
循環を行なうことができる。
Although the pneumatic system is shown as one block 122, 124 in FIG. 9 for convenience, a typical pneumatic system is shown schematically in FIG. In practice, the system 122 is attached to the cover and the system 124 is attached along the sump, the two systems being connected by a flexible high pressure metal hose so that the cover can be removed as described above. ing. In the present embodiment, the vacuum is obtained by the ejector 126, but with such a configuration, the vacuum is obtained by the action of the compressed air that provides a positive pressure, so that the cost can be reduced and the structure can be simplified. it can. The ejector is directly connected to the flange 106 of the cover. Compressed air is supplied to the injector from a suitable compressor pump (not shown) via pipe 128, and the injector throat is provided by a nozzle sized to deliver the air pressure used.
Directed to. The air pressure can be varied from about 1.05 to 5.6 kg / cm 2 (15 to 80 psi), with a 7.5 cm ejector 1.4 kg / cm 2 (20 psi) to 4.2 kg / cm 2 (60 p
si) pressure was used successfully. This air is
It is passed through a colloidal filter with automatic drainage, where water is removed and not returned to the pump, and then reaches the nozzle 130 via a solenoid controlled drain valve 134 and a large volume main pressure control valve 138. . The ejector outlet is a piston operated butterfly valve 140
Is opened and closed under the control of the system controller 116.
Valve 140 is a solenoid operated actuator valve 1
Actuated by piston actuator 142 under control of 44. When the butterfly valve 140 is opened, it acts like a jet pump (jet pump), and compressed air from the nozzle forms a vacuum through the outlet 106, and when it is closed, a positive pressure is generated. Noise at the time of ejecting the ejector is reduced as much as possible by the muffler 146. By using the smallest piston actuator 142 with an oversized actuator valve 144, the opening and closing speed of the butterfly valve can be less than 0.025 seconds. By opening and closing in such a short time, the reversal movement of the metal can be performed quickly and stably, and high frequency circulation can be performed by only one moving portion in the air flow.

サイクルの正圧部分に必要な空気圧は、真空を形成する
のに必要な圧力よりも遥かに低く、必要な圧力は調整バ
ルブ138の作動によって必要とされるときに印加され
る。加圧モード用の低い圧力の値は調整バルブ148によ
って設定され、排気モード用の高い圧力値は調整バルブ
150によって設定され、双方とも、ライン128から調整バ
ルブ152を介して供給される作動空気によって得られ
る。バルブ152は、この空気の圧力を安定にして、シス
テムの作動により堵部に生ずる変動を補償する。バルブ
148はまた、出口102から得られる溜めの内部圧を使用し
てフィードバック制御されるので、応答と加圧とが著し
く迅速に行なわれ、金属の反転移動が圧力反転の際に数
ミリメートルの範囲内で行なわれる。出口102における
過剰の圧力は、ダイヤフラムスイッチ153によって指示
される。ノズル130においてバルブ138に必要な圧力を印
加させるようにバルブ138に供給されるパイロット圧
は、四方向ソレノイド作動バルブ154によって選択さ
れ、空気は、ここに、安全上調整バルブを遮断すること
が必要な場合にそのような作動することができるソレノ
イド作動の遮断バルブ156を介して供給される。更に、
安全上の目的から、ライン128を大気にマフラ158を介し
て接続させることによりエジェクタへの空気の供給を完
全に遮断することができるように、排出バルブ134を作
動させることができる。バルブ144は、消勢されると、
バタフライバルブを開放状態に素早く付勢することによ
り、バルブは、圧縮空気の供給が遮断される前に、既に
開くことができる。かくして、溜めの内部を大気に接続
することができるので、液体のレベルはレベル98まで重
力により下がることができる。これらの緊急遮断機構体
は、例えば、電極が金属の高過ぎるレベルを検出したと
き、出口102における過圧が検出されたとき、あるいは
オペレータが緊急ボタンを押したときに作動するように
される。過圧が生じたときにシステム制御装置とは独立
してこわれる独立した安全装置が、エジェクタに設けら
れた破裂板160により構成されている。
The air pressure required for the positive pressure portion of the cycle is much lower than the pressure required to create the vacuum, and the required pressure is applied when required by actuation of the regulator valve 138. The low pressure value for the pressurization mode is set by the regulating valve 148 and the high pressure value for the exhaust mode is the regulating valve.
Set by 150 and both are obtained by working air supplied from line 128 via regulating valve 152. The valve 152 stabilizes the pressure of this air to compensate for variations in the toes caused by operation of the system. valve
The 148 is also feedback controlled using the internal pressure of the reservoir obtained from the outlet 102 so that the response and pressurization is significantly faster and the reversal movement of the metal is within a few millimeters during pressure reversal. Done in. Excessive pressure at outlet 102 is indicated by diaphragm switch 153. The pilot pressure supplied to valve 138 to cause valve 138 to apply the required pressure at nozzle 130 is selected by a four-way solenoid operated valve 154, and air is now required to shut off the regulating valve for safety. In any case, it is supplied through a solenoid-operated shutoff valve 156 capable of such actuation. Furthermore,
For safety purposes, the exhaust valve 134 can be activated so that the line 128 can be connected to the atmosphere via the muffler 158 to completely shut off the supply of air to the ejector. When the valve 144 is de-energized,
By quickly energizing the butterfly valve to the open state, the valve can already open before the compressed air supply is shut off. Thus, the interior of the reservoir can be connected to the atmosphere so that the liquid level can be gravity lowered to level 98. These emergency shut-off mechanisms are activated, for example, when the electrodes detect too high levels of metal, when overpressure at outlet 102 is detected, or when the operator presses the emergency button. An independent safety device, which is independent of the system control device when an overpressure occurs, is constituted by a rupture disc 160 provided on the ejector.

あるいは、メイン圧力調整バルブ138を、適宜の電流−
圧力パイロット変換器(current-to-pressure pilote c
onverer)を介して作動されるプログラマブル論理制御
装置を用いて、システム制御装置116から直接プログラ
ム化することができる。
Alternatively, the main pressure adjusting valve 138 is set to an appropriate current −
Current-to-pressure pilote c
can be programmed directly from the system controller 116 using a programmable logic controller operated via an onverer).

最低レベルと最高レベルとの間での正確なレベル制御
は、満足のいく作動を行なわせるために重要であり、溜
めの横断面積を大きくする(先行技術のシステムよりも
約14倍以上大きくする)ことによりこれが容易となり、
より正確な制御を行なうことができる。これは、金属の
上下方向の移動が緩慢となり、大運動量の慣性成分の動
作と制御を一層予測することができ易くなるからであ
る。レベル92に到達したことを電極86、88が示すまで溜
めが充填されるモードの操作においては、システムは、
既に指示されているレベルのすぐ下の上部レベルの信号
に応答するようにして、所定回数のサイクルにおいて溶
融金属が電極に接触しないようにすることにより、電極
の寿命を延ばすことができる。システムは、電極を10乃
至15分に1回金属と接触させて、システムが適正に機能
することができるように構成することができる。
Precise level control between the lowest and highest levels is important for satisfactory operation, increasing the cross-sectional area of the sump (about 14 times greater than prior art systems). This makes this easier,
More accurate control can be performed. This is because the vertical movement of the metal becomes slow, and it becomes easier to predict the operation and control of the inertial component of large momentum. In operation in a mode in which the reservoir is filled until electrodes 86, 88 indicate that level 92 has been reached, the system will
Electrode life can be extended by responding to an upper level signal just below the level already indicated to prevent molten metal from contacting the electrode for a predetermined number of cycles. The system can be configured so that the electrodes are contacted with the metal once every 10 to 15 minutes to allow the system to function properly.

上部レベルを正確に制御するのは更に困難であるが、レ
ベルが通路部分66の頂部の下にきたときを測定すること
により、かかる制御を有利に行なうことができ、これに
より、排出気体が炉の中で泡を形成する。気体の泡の発
生と移動は、適宜の感度を有する圧力乱れモニタによっ
て検出することができかつ該モニタから得られる信号内
の容易に検出可能な対応する変動を引き起す、内部気体
圧の小さな振動に対応して発生する。この信号の検出
は、排出フェーズ(expulsion phase)を短くすること
により下部レベルの自動補正に使用することができる。
Although it is more difficult to accurately control the upper level, such control can be advantageously performed by measuring when the level is below the top of the passage section 66, which allows the exhaust gas to reach the furnace. To form bubbles in the. The generation and movement of gas bubbles can be detected by a pressure turbulence monitor of suitable sensitivity and cause a small, easily detectable variation in the signal obtained from the monitor, a small oscillation of the internal gas pressure. Occurs in response to. The detection of this signal can be used for automatic lower level correction by shortening the expulsion phase.

この制御システムの作動モードの一例が第11図に示され
ている。始動させると、吸引フェーズが幾分短い期間T
に開始し、次に排出フェーズが対応する短い期間T
において行なわれる。これらの期間はいずれも、溜めが
十分に充填されているか空になっているかを示す信号を
検出することなく終了する。その後の対応する期間T
およびTは幾分長くなっている。極限(extreme limi
t)信号がまだ得られない場合には、これらの期間は再
度増加し、吸引期間Tの終了時に電極86、88は上部レ
ベルに到達したことを指示し、その後の吸引期間は実質
的な時間、例えば、10乃至15分、わずかだけ短くなり、
上部レベルの検出が行なわれるまで再び増加する。同様
に、注入期間Tの終了時または期間Tの開始時に、
泡立ちが発生したことを圧力乱れモニタが指示すると、
その後の期間は実質上同じ時間短くなる。このサイクル
は、実質的な時間の長さが適当であると考えられる限
り、繰り返される。このように、システムは、泡立ちを
最少にしながら、各作動サイクルの際に排出される金属
の容積を最大にするように、システム自身を動的に調整
している。
An example of the operating mode of this control system is shown in FIG. When started, the suction phase will be slightly shorter T
Starting from 1 and then the emission phase corresponds to a short period T 2
Performed in. Both of these periods end without detecting a signal indicating whether the reservoir is fully filled or empty. Subsequent corresponding period T 3
And T 4 is somewhat longer. Extreme limi
t) If the signal is not yet obtained, these periods are increased again, indicating that at the end of the suction period T 5 the electrodes 86, 88 have reached the upper level, the subsequent suction period is substantially A little shorter, for example 10 to 15 minutes,
Increase again until upper level detection is done. Similarly, at the end of infusion period T 6 or at the beginning of period T 7 ,
When the pressure turbulence monitor indicates that bubbling has occurred,
Subsequent periods are shortened by substantially the same amount of time. This cycle is repeated as long as a substantial amount of time is deemed appropriate. Thus, the system dynamically adjusts itself to maximize the volume of metal expelled during each actuation cycle while minimizing foaming.

適宜の圧力乱れモニタの一例が第12図に示されていると
ともに、第10図では参照番号162により全体示されてい
る。調整バルブ152から得られる少量の一定流量の空気
は、モニタ内で一定差圧制御システム164[例えば、ム
ーア・インスツルメント・モデル63BDL(Moore In-stru
ment Model 63 BDL)]と調節自在のニードルバルブ166
を介して透明なロータメータ168[マテソン7262(Mathe
son 7262)]に供給される。ロータメータは、下部およ
び上部はね返りばね170および172と、下部および上部赤
外線位置検出装置174および176[例えば、スカン・エイ
・マチック・モデル・P−L34024(SKAN-A-MATIC MODEL
P-L 34024)]とを設けることにより修正されており、
フロート178のロータメータチューブに沿った位置を監
視する。ロータメータの出口は、出口102に通じるパイ
プに接続され、少量の空気をパイプ180を介して制御装
置164へ調整するために戻すようになっている。
An example of a suitable pressure turbulence monitor is shown in FIG. 12 and is generally designated by reference numeral 162 in FIG. A small, constant flow rate of air obtained from the regulating valve 152 allows a constant differential pressure control system 164 [eg Moore Instrument Model 63BDL (Moore In-stru
ment Model 63 BDL)] and adjustable needle valve 166
Through a transparent rotameter 168 [Matheson 7262 (Mathe
son 7262)]. The rotameter consists of lower and upper rebound springs 170 and 172 and lower and upper infrared position detectors 174 and 176 [eg SCAN-A-MATIC MODEL P-L34024 (SKAN-A-MATIC MODEL
PL 34024)] and the
Monitor the position of float 178 along the rotameter tube. The outlet of the rotameter is connected to a pipe leading to the outlet 102 and is adapted to return a small amount of air via pipe 180 to the controller 164 for conditioning.

ニードルバルブ166は、ポンプ圧が安定し即ち何らの乱
れも生じないまま、下部位置検出装置174によって提供
されるビームをちょうどカットする所望の流量(例え
ば、0.75SCFH)を形成するように調整される。泡立ちが
加圧サイクルの終了へ向けて得られ、かつ、その開始に
より突然の素早い極めて小さい圧力降下が空気供給ライ
ンに生ずると、変化が早すぎて制御装置164によっては
補償することができないので、チューブ内においてフロ
ートの対応する「飛上がり」が生ずる。このジャンプ
は、フロートが上部検出器176のビームを切るのに十分
なものであり、これにより、システム制御装置116に入
力が提供され、サイクルを加圧から吸引へ素早く切換え
る。本発明の装置は十分に迅速かつ感受性があり、泡立
ちを1つの小さな泡に制限することができ、しかもフロ
ートが圧力変化にミリ秒の単位で応答することができる
ように低い慣性を有することがわかる。
The needle valve 166 is adjusted to create a desired flow rate (eg, 0.75SCFH) that just cuts the beam provided by the lower position sensing device 174 while the pump pressure remains stable or without any turbulence. . If bubbling is obtained towards the end of the pressurization cycle and its initiation causes a sudden and very small pressure drop in the air supply line, it will change too fast to be compensated by the controller 164. A corresponding "fly" of float occurs in the tube. This jump is sufficient for the float to cut the beam of the upper detector 176, which provides an input to the system controller 116 to quickly switch the cycle from pressurization to suction. The device of the present invention is sufficiently quick and sensitive that it can limit foaming to one small bubble and yet have low inertia so that the float can respond to pressure changes in milliseconds. Recognize.

本発明の装置はまた、システムにおいて電気的に、か
つ、フトートの動きを監視することにより視覚的に、ポ
ンプのサイクルを監視するのに使用することができる。
かくして、各圧力反転により、フロートがそれぞれの押
えばねと係合するのに十分な、著しく強いフロートの動
きが生ずる。例えば、システムが安定な圧力による加圧
モードにあるときには、真空モードへの反転により、フ
ロートは上部位置検出器176のビームを通って上方へ動
き、ばね172と係合して戻る。また、真空モードから加
圧モードへの反転により、フロートは下部検出器174の
ビームから下方へ動き、そして再び戻る。システム制御
装置は、得られる信号のシーケンスを検出し、これをエ
ジェクタの適正な作動を監視する確動(positive)手段
として使用する。モニタからの正しい信号が欠落する場
合には、作動が停止される。また、かかる信号の欠落
は、例えば、バタフライバルブ140に何らかの不適正な
作動またはディスク160の破壊により生ずる何らかの圧
力摂動を検出するのに特に有用である。
The device of the invention can also be used to monitor the cycle of the pump electrically in the system and visually by monitoring the movement of the foot.
Thus, each pressure reversal results in a significantly strong float movement sufficient for the float to engage its respective hold down spring. For example, when the system is in pressure mode with steady pressure, reversal to vacuum mode causes the float to move up through the beam of the upper position detector 176 and back into engagement with the spring 172. Also, the reversal from vacuum mode to pressurization mode causes the float to move downward from the beam of lower detector 174 and back again. The system controller detects the resulting sequence of signals and uses this as a positive means to monitor the proper operation of the ejector. If the correct signal from the monitor is missing, the operation is stopped. Also, such signal loss is particularly useful for detecting any pressure perturbations caused by, for example, some improper actuation of butterfly valve 140 or destruction of disk 160.

あるいは、空気圧タイプの制御システム164は、システ
ム制御装置116からのフィードバック信号(点線)を受
ける圧力‐電流変換器で置換えることができ、このフィ
ードバック信号は、位置制御出力信号として下部レベル
検出器174から得られる。
Alternatively, the pneumatic type control system 164 can be replaced by a pressure to current converter that receives a feedback signal (dotted line) from the system controller 116, which feedback signal is used as a position control output signal for the lower level detector 174. Obtained from

適宜の真空を得るのにエジェクタを使用すると、簡単か
つ確実であるが、幾分不十分なものとなる。適宜の圧縮
空気源を利用することができないときには、ブロアを使
用するのが好ましく、適宜のシステムの一例が第13図に
示されている。ソレノイド作動バルブ190の制御の下で
シリンダ188内を動く複動ピストン186により作動される
スプールバルブ184の制御の下で真空または圧力モード
のいずれかで作動するように、適宜のサイズのブロア18
2を配設することができる。ブロアアセンブリは、カバ
ー32の入口106に特別のパイプ192によって接続され、パ
イプ132は、金属が最低レベルと最高レベルとの間で動
くときに真空モードにおいて取出される空気の量よりも
大きい内容積を有するように十分長くかつ十分に大きな
径に形成することにより、溜めの内部から加熱空気がブ
ロワに達して、ブロワが加熱するのを防止するようにす
べきである。このため、パイプ192は、放射状の放熱羽
根193を設けるなどして、ブロアに最も近い端部におい
て大きな放熱を行なうことができるようにすべきであ
る。このような構成とすることにより、排気モードにお
いて溜めから除かれる高温空気は溜め内に強制的に戻さ
れ、かかる空気により、溜めの壁の冷却を抑えることが
できる。
The use of an ejector to obtain a suitable vacuum is simple and reliable, but somewhat unsatisfactory. A blower is preferably used when an appropriate compressed air source is not available, and an example of an appropriate system is shown in FIG. A blower 18 of appropriate size to operate in either vacuum or pressure mode under the control of a spool valve 184 operated by a double-acting piston 186 moving in a cylinder 188 under the control of a solenoid operated valve 190.
Two can be arranged. The blower assembly is connected to the inlet 106 of the cover 32 by a special pipe 192, which has a larger internal volume than the amount of air withdrawn in vacuum mode when the metal moves between the lowest and highest levels. Should be long enough and have a sufficiently large diameter so as to prevent the heated air from reaching the blower from the inside of the reservoir and heating the blower. For this reason, the pipe 192 should be able to radiate a large amount of heat at the end closest to the blower, for example, by providing a radial radiating blade 193. With this structure, the hot air removed from the reservoir in the exhaust mode is forcibly returned to the reservoir, and the air can suppress cooling of the reservoir wall.

ソレノイド作動バルブ198の制御の下でモータ196によっ
て作動されるバタフライバルブ194は、始動および放熱
バルブを構成する。始動の際には、バルブは開放され
て、ブロアのモータは作動速度まで加速され、次に、真
空および圧力モードの双方において閉じられる。サーモ
スタット200がブロア付近の空気の温度を検出し、温度
が高過ぎる場合には、バルブ194が開放されてシステム
を冷却する。バルブは、十分な低温まで達したときに閉
止される。マフラ202と204がシステムの騒音を低下させ
るように設けられており、システムに入る空気はフィル
タ206を通過する。かかるシステムは、閉ループ作動に
より、高い空気圧効率と低い熱損失を発揮する。閉ルー
プであるため、システムは、不活性ガスを入口208とバ
ルブ210を介して注入してシステム内の空気をできるだ
け多く置換することにより、垢の形成を低減させること
ができる。
A butterfly valve 194 operated by a motor 196 under the control of a solenoid operated valve 198 constitutes a start and heat release valve. During start-up, the valve is opened and the blower motor is accelerated to operating speed and then closed in both vacuum and pressure modes. Thermostat 200 detects the temperature of the air near the blower and if the temperature is too high, valve 194 is opened to cool the system. The valve closes when it reaches a sufficiently low temperature. Mufflers 202 and 204 are provided to reduce system noise, and air entering the system passes through a filter 206. Due to the closed loop operation, such a system provides high pneumatic efficiency and low heat loss. Being a closed loop, the system can reduce the formation of dross by injecting an inert gas through the inlet 208 and valve 210 to replace as much air in the system as possible.

ロードセル30からなる計量装置を、レベルの検出および
泡の発生の検出に使用することができる。この装置は、
溜めを支持するとともに、溜めが異なるレベル92、94お
よび96まで充填されたときに溜めの異なる荷重を測定す
るようになっている。これらの荷重は、溜めの対応する
重量に比例し、レベル制御に直接使用することができ
る、対応する信号を発生させる。従って、セルは検量の
ために使用することができ、あるいは下部レベル制御装
置が異常に低いレベルまで低下したかどうかを測定する
のに使用することができる。溜めにおける気泡の発生お
よび移動はロードセルにより検出することができ、か
つ、排出フェーズを短くすべきであることを指示する容
易に検出される信号を発生させる、溜めの対応する小さ
な振動を発生する。
A metering device consisting of the load cell 30 can be used for level detection and foam generation detection. This device
It is intended to support the reservoir and to measure different loads on the reservoir when the reservoir is filled to different levels 92, 94 and 96. These loads produce a corresponding signal that is proportional to the corresponding weight of the reservoir and can be used directly for level control. Thus, the cell can be used for calibration or can be used to determine if the lower level controller has dropped to an abnormally low level. Bubble formation and movement in the reservoir produces a corresponding small oscillation of the reservoir that can be detected by the load cell and produces an easily detected signal indicating that the drain phase should be shortened.

(効果) 以上のように、本発明の撹拌装置によれば、撹拌を十分
に効率的に行なうことができるとともに、据付原価と保
守に要する費用を低減させることができる。
(Effect) As described above, according to the stirrer of the present invention, stirring can be performed sufficiently efficiently, and installation cost and maintenance cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は炉の内部に対する撹拌装置の典型的な配置状況
を示す矩形平面の溶融または鋳造炉の水平横断面図、第
2図は第1図の矢印2の方向から見た撹拌装置の側面
図、第3図は第2図において矢印3の方向から見た平面
図、第4図は炉の接合部を含む第3図の4−4線縦断面
図、第5図は加熱素子の配置例などを示す第4図の5−
5線断面図、第6図は炉壁の接続部を含み出口ノズルの
配置を示す第4図の6−6線水平横断面図、第7図は第
6図の7−7線横断面図、第8A図は溜め内部の時間と圧
力値との関係を示すグラフ図、第8B図は溜め内部の時間
と金属レベルとの関係を示すグラフ図、第9図は本発明
の装置の電気的レイアウトを示す概略線図、第10図は本
発明の装置の空気圧回路を示す概略線図、第11図は本発
明において使用されている上部および下部レベル制御の
新規な方法を示すグラフ図、第12図は溜め内部の泡の発
生および圧力の反転を検出するのに使用する圧力乱れモ
ニタを示す概略線図、第13図は本発明の別の真空/圧力
供給手段を示す概略線図である。 10…炉、12…炉床、14、16…端部壁、18、20…側壁、22
…検査ドア、24…装填ドア、26…撹拌装置、27…ノズル
部、30…ロードセル、32…カバー部材、34、36…フラン
ジ、38…ボルト、40…ブラケット、42…ロッド、44…ブ
ッシュ、46、48…矢印、50…ジャッキ、51…電動機、52
…外側ライニング、54…中間ライニング、56…内側ライ
ニング、58、60…フランジ、62…ボルト、64…ブロッ
ク、66…通路部分、68…ノズル開口、70…通路部分、74
…サーモスタット、76…中央空間、78…ヒータ、80…ケ
ース、82…カバー、84…シールド、86、88、90…電極、
92…上部レベル、94…下部レベル、96…レベル、98…平
衝レベル、100…観察口、102…パイロット圧接続体、10
4…孔、106…パイプ、180…孔、116…システム制御装
置、118…電力制御装置、120…変圧器、122、124…空気
圧システム、126…エジェクタ、128…パイプ、130…ノ
ズル、132…フィルタ、134…排出バルブ、138…圧力調
整バルブ、140…バタフライバルブ、142…ピストナクチ
ュエータ、144…アクチュエータバルブ、146…マフラ、
148、150、152…調整バルブ、153…ダイヤフラムスイッ
チ、154…ソレノイド作動バルブ、156…遮断バルブ、15
8…マフラ、160…破裂板、162…圧力乱れモニタ、164…
一定差圧制御システム、166…ニドルバルブ、168…ロー
タメータ、170、172…ばね、174、176…位置検出装置、
178…フロート、182…ブロア、184…スプールバルブ、1
86…複動ピストン、188…シリンダ、190…ソレノイド作
動バルブ、192…パイプ、194…バタフライバルブ、196
…モータ、198…ソレノイド作動バルブ、200…サーモス
タット、202,204…マフラ、206…フィルタ、208…入
口、210…バルブ。
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of a rectangular plane melting or casting furnace showing a typical arrangement of the stirring device with respect to the inside of the furnace, and FIG. 2 is a side view of the stirring device seen from the direction of arrow 2 in FIG. Fig. 3 is a plan view seen from the direction of arrow 3 in Fig. 2, Fig. 4 is a vertical sectional view taken along line 4-4 of Fig. 3 including a joint portion of a furnace, and Fig. 5 is an arrangement of heating elements. 5 in FIG. 4 showing examples, etc.
5 is a sectional view taken along line 5-6, and FIG. 6 is a horizontal sectional view taken along line 6-6 of FIG. 4 showing the arrangement of outlet nozzles including a connection portion of the furnace wall, and FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. FIG. 8A is a graph showing the relationship between time inside the reservoir and pressure value, FIG. 8B is a graph showing the relationship between time inside the reservoir and metal level, and FIG. 9 is an electrical diagram of the device of the present invention. FIG. 10 is a schematic diagram showing the layout, FIG. 10 is a schematic diagram showing the pneumatic circuit of the device of the present invention, and FIG. 11 is a graph diagram showing the novel method of upper and lower level control used in the present invention. FIG. 12 is a schematic diagram showing a pressure turbulence monitor used for detecting bubble generation and pressure reversal inside the reservoir, and FIG. 13 is a schematic diagram showing another vacuum / pressure supply means of the present invention. . 10 ... Furnace, 12 ... Hearth, 14, 16 ... End wall, 18, 20 ... Side wall, 22
... inspection door, 24 ... loading door, 26 ... stirring device, 27 ... nozzle part, 30 ... load cell, 32 ... cover member, 34,36 ... flange, 38 ... bolt, 40 ... bracket, 42 ... rod, 44 ... bush, 46, 48 ... arrow, 50 ... jack, 51 ... electric motor, 52
... outer lining, 54 ... middle lining, 56 ... inner lining, 58, 60 ... flange, 62 ... bolt, 64 ... block, 66 ... passage part, 68 ... nozzle opening, 70 ... passage part, 74
… Thermostat, 76… Central space, 78… Heater, 80… Case, 82… Cover, 84… Shield, 86, 88, 90… Electrode,
92 ... upper level, 94 ... lower level, 96 ... level, 98 ... flat level, 100 ... observation port, 102 ... pilot pressure connection, 10
4 ... hole, 106 ... pipe, 180 ... hole, 116 ... system controller, 118 ... power controller, 120 ... transformer, 122,124 ... pneumatic system, 126 ... ejector, 128 ... pipe, 130 ... nozzle, 132 ... Filter, 134 ... Discharge valve, 138 ... Pressure adjusting valve, 140 ... Butterfly valve, 142 ... Piston actuator, 144 ... Actuator valve, 146 ... Muffler,
148, 150, 152 ... Regulator valve, 153 ... Diaphragm switch, 154 ... Solenoid operated valve, 156 ... Shutoff valve, 15
8 ... Muffler, 160 ... Bursting disc, 162 ... Pressure disturbance monitor, 164 ...
Constant differential pressure control system, 166 ... Niddle valve, 168 ... Rotameter, 170, 172 ... Spring, 174, 176 ... Position detection device,
178 ... Float, 182 ... Blower, 184 ... Spool valve, 1
86 ... Double acting piston, 188 ... Cylinder, 190 ... Solenoid operated valve, 192 ... Pipe, 194 ... Butterfly valve, 196
… Motor, 198… Solenoid operated valve, 200… Thermostat, 202, 204… Muffler, 206… Filter, 208… Inlet, 210… Valve.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレ・ジェンドロン カナダ国ケベック州,ジー・7・エス, 4・ゼット・9,ジョンクァイエール,モ ファ・ストリート2496 (72)発明者 マルク・オジェール カナダ国ケベック州,ジー・7・エス, 3・エックス・7,ジョンクァイエール, ギローム・ストリート2401 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Andre Gendron, Mocha Street 2496, John Quayère, G.7S, Quebec, Canada 2496 (72) Inventor Marc Oger Canada Quebec, G7S, 3X7, John Quayers, Guilome Street 2401

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炉室内の溶融金属を撹拌するための溶融金
属撹拌装置において、 炉室から分離した溜め室と、 炉室の内部と溜め室とを連通させて双方の間で溶融金属
を通す通路と、 溶融金属を炉室から溜めの内部に引き入れるための真空
と溜め室から炉室へ撹拌ジェットの形態で溶融金属を放
出するための正圧とを択一的にかつ連続して形成するよ
うに溜め室の内部に接続された真空/圧力発生手段とを
備えてなり、 溶融金属は溜め室内の上部レベルに達するまで溜め室に
引き入れられ、下部レベルに到達するまで放出されるも
のであり、 溜め室内部の水平横断面の直径と前記上部レベルと下部
レベルとの間の垂直方向の距離との比は約1.0:1乃至2.
0:1であることを特徴とする溶融金属撹拌装置。
1. A molten metal stirrer for stirring molten metal in a furnace chamber, wherein a reservoir chamber separated from the furnace chamber is communicated with the inside of the chamber and the molten metal is passed between them. Alternative and continuous formation of a passage and a vacuum for drawing molten metal from the furnace chamber into the interior of the reservoir and a positive pressure for discharging molten metal from the reservoir chamber to the furnace chamber in the form of a stirring jet. And a vacuum / pressure generating means connected to the inside of the sump chamber, the molten metal is drawn into the sump chamber until it reaches the upper level in the sump chamber, and is discharged until it reaches the lower level. The ratio of the diameter of the horizontal cross section inside the reservoir chamber to the vertical distance between the upper and lower levels is about 1.0: 1 to 2.
Molten metal stirring device characterized by being 0: 1.
【請求項2】溜め室の内部は水平横断面が略円形であ
り、前記通路は溜め室側から水平に開口方向に延在し、
しかも、溜め室側で前記円形横断面に対して接線方向に
開口していることを特徴とする請求項1に記載の溶融金
属撹拌装置。
2. A horizontal cross section of the interior of the reservoir chamber is substantially circular, and the passage extends horizontally from the reservoir chamber side in the opening direction.
Moreover, the molten metal agitating device according to claim 1, wherein the molten metal agitating device is opened on the side of the storage chamber in a tangential direction with respect to the circular cross section.
【請求項3】前記通路はノズルを備え、そしてノズルの
横断面積と溜め室内部の水平横断面積の比が1:50乃至1:
250の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2に記
載の溶融金属撹拌装置。
3. The passage is provided with a nozzle, and the ratio of the cross-sectional area of the nozzle to the horizontal cross-sectional area of the inside of the reservoir chamber is 1:50 to 1 :.
The molten metal agitator according to claim 1 or 2, wherein the molten metal agitator is in the range of 250.
【請求項4】前記比が1:60乃至1:150にあることを特徴
とする請求項3に記載の溶融金属撹拌装置。
4. The molten metal agitator according to claim 3, wherein the ratio is 1:60 to 1: 150.
【請求項5】溜め室は、溜め室内の溶融金属のレベルを
測定するように溜め室の重量を測定する計量装置に載置
されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
1項に記載の溶融金属撹拌装置。
5. The sump chamber is mounted on a weighing device for measuring the weight of the sump chamber so as to measure the level of molten metal in the sump chamber. The molten metal stirring device according to the item.
【請求項6】溜め室は、溜め室内の溶融金属のレベルを
測定するように溜め室の重量を測定するロードセルに載
置されていることを特徴とする請求項5に記載の溶融金
属撹拌装置。
6. The molten metal agitator according to claim 5, wherein the sump chamber is mounted on a load cell for measuring the weight of the sump chamber so as to measure the level of the molten metal in the sump chamber. .
【請求項7】溜め室は、溜め室の内部から通路を介して
炉内の内部へ導かれる加圧気体の泡立ちによる溜め室内
の変化を検出するように溜め室の重量を測定する計量装
置に載置されていることを特徴とする請求項5又は6に
記載の溶融金属撹拌装置。
7. The reservoir chamber is a weighing device for measuring the weight of the reservoir chamber so as to detect a change in the reservoir chamber due to bubbling of a pressurized gas introduced into the furnace from the inside of the reservoir chamber through a passage. The molten metal stirring device according to claim 5 or 6, which is mounted.
【請求項8】溜め室は該室の内部にアクセスすることが
できるように取外し自在のカバー部を備えており、該カ
バー部は溜め室の内部と溶融金属を加熱する加熱手段を
取着していることを特徴とする請求項1ないし7のいず
れか1項に記載の溶融金属撹拌装置。
8. The reservoir chamber is provided with a removable cover part so that the inside of the chamber can be accessed, and the cover part is provided with a heating means for heating the inside of the reservoir chamber and the molten metal. The molten metal stirring device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that.
【請求項9】カバー部を溜め室の残り部分から分離する
ために該残り部分に対して上下方向に移動することがで
きるようにカバー部を取着する手段を更に備えることを
特徴とする請求項8に記載の溶融金属撹拌装置。
9. A means for attaching the cover part so that the cover part can be moved in the vertical direction with respect to the remaining part of the reservoir to separate the cover part from the remaining part. Item 9. A molten metal stirring device according to item 8.
【請求項10】前記取外し自在のカバー部は溜め室内部
の溶融金属の上部レベルを測定するように溜め室内部に
延びるレベル制御電極を更に備えることを特徴とする請
求項8又は9に記載の撹拌装置。
10. The removable cover portion further comprises a level control electrode extending into the interior of the reservoir chamber for measuring an upper level of molten metal within the reservoir chamber. Stirrer.
【請求項11】前記取外し自在のカバー部は溜め室内部
に真空を形成しかつ加圧下で気体を供給する手段を備え
ることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1項に
記載の溶融金属撹拌装置。
11. The melting apparatus according to claim 8, wherein the removable cover portion is provided with means for forming a vacuum in the reservoir chamber and supplying gas under pressure. Metal stirrer.
【請求項12】溜め室内部から炉内部へ導入される加圧
気体の泡立ちにより生ずる溜め室内部の圧力変動を検出
する圧力検出器を備えることを特徴とする請求項8乃至
11のいずれか1項に記載の撹拌装置。
12. A pressure detector for detecting a pressure fluctuation in the reservoir chamber caused by bubbling of a pressurized gas introduced into the furnace from the reservoir chamber.
The stirring device according to any one of 11 above.
【請求項13】圧力検出器は一定流の空気が通るロータ
メータからなり、空気は溜め室内部に供給されてロータ
メータを通過する空気の流れは泡立ちにより生ずる溜め
室内部の圧力変動の影響を受けることを特徴とする請求
項12に記載の溶融金属撹拌装置。
13. The pressure detector comprises a rotor meter through which a constant flow of air passes, and the air is supplied to the inside of the reservoir chamber and the flow of air passing through the rotor meter is affected by pressure fluctuations inside the reservoir chamber caused by bubbling. 13. The molten metal stirring device according to claim 12, wherein:
【請求項14】ロータメータはレベルが検出される圧力
変動によって乱される一定流の空気内に置かれるフロー
ト装置からなり、 圧力検出器は溜め室内部の定常圧に対応する平行位置か
らのフロートの動きを検出する手段を備えることを特徴
とする請求項13に記載の溶融金属撹拌装置。
14. The rotameter comprises a float device placed in a constant flow of air which is disturbed by pressure fluctuations whose level is detected, and the pressure detector comprises a float device from a parallel position corresponding to a steady pressure inside the reservoir chamber. 14. The molten metal stirring device according to claim 13, further comprising means for detecting movement.
【請求項15】検出器が泡立ちを検出したときに正圧が
溜め室内部に印加される時間を短くするように圧力検出
器からの信号を使用することを特徴とする請求項14に記
載の溶融金属撹拌装置。
15. The signal from the pressure detector according to claim 14, wherein the signal from the pressure detector is used to shorten the time that the positive pressure is accumulated and applied to the inside of the chamber when the detector detects the foaming. Molten metal agitator.
【請求項16】前記真空/圧力発生手段は真空と正圧と
を周期的に切り換えるためのバタフライバルブを備え、
該バタフライバルブはプログラマブル論理制御装置から
の出力で操作され、該プログラマブル論理制御装置は、
前記溶融金属の上部レベルを検出するレベル制御電極と
前記泡立ちを検出する圧力検出器との出力に応じて前記
周期を自動調節する手段を備えることを特徴とする請求
項1乃至15のいずれか1項に記載の溶融金属撹拌装置。
16. The vacuum / pressure generating means comprises a butterfly valve for periodically switching between vacuum and positive pressure,
The butterfly valve is operated on an output from a programmable logic controller, the programmable logic controller comprising:
16. A means for automatically adjusting the cycle according to the outputs of a level control electrode for detecting the upper level of the molten metal and a pressure detector for detecting the bubbling. The molten metal stirring device according to the item.
【請求項17】前記周期は、当該周期あたり前記レベル
制御電極が前記上部レベルを1回検出し、前記圧力検出
器の前記泡立ちの検出は1回未満となるような周期とし
て自動調節されていることを特徴とする請求項16に記載
の溶融金属撹拌装置。
17. The cycle is automatically adjusted such that the level control electrode detects the upper level once per cycle and the bubble detection by the pressure detector is less than once. 17. The molten metal stirring device according to claim 16, wherein:
【請求項18】前記通路は、一側に隣接する前記炉の一
端あるいは開口端に隣接する前記炉の一側において前記
開口端の面に対して10乃至45度の角度をなすように設け
られていることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか
1項に記載の溶融金属撹拌装置。
18. The passage is provided so as to form an angle of 10 to 45 degrees with respect to a surface of the open end on one side of the furnace adjacent to one end or an open end of the furnace adjacent to the one side. The molten metal stirring apparatus according to any one of claims 1 to 17, characterized in that
【請求項19】前記真空/圧力発生手段は溜め室内部に
接続された低圧入口と高圧空気源に接続される高圧入口
とを有するエジェクタからなり、 該エジェクタは入口に低圧入口を介して溜め室内部に真
空を印加するために開かれ、かつ、低圧入口を介して溜
め室内部に高圧空気を印加するために閉止されるバタフ
ライバルブを有することを特徴とする請求項1乃至18の
いずれか1項に記載の溶融金属撹拌装置。
19. The vacuum / pressure generating means comprises an ejector having a low pressure inlet connected to the inside of the reservoir chamber and a high pressure inlet connected to a high pressure air source, the ejector being at the inlet via the low pressure inlet to the reservoir chamber. 19. A butterfly valve having a butterfly valve which is opened for applying a vacuum inside and closed for applying high pressure air inside the reservoir chamber via a low pressure inlet. The molten metal stirring device according to the item.
【請求項20】前記プログラマブル論理制御装置により
前記周期に基づいて制御される圧力調整バルブを有し、
エジェクタの高圧入口に印加される高圧空気は、前記圧
力調整バルブによって供給され、その圧力はバタフライ
バルブが開いたときに高い値まで増加し、バタフライバ
ルブが閉じかつ圧力が溜め室内部に印加されたときに低
い値まで減少することを特徴とする請求項19に記載の溶
融金属撹拌装置。
20. A pressure regulating valve controlled by the programmable logic controller based on the cycle,
The high pressure air applied to the high pressure inlet of the ejector was supplied by the pressure regulating valve, the pressure of which increased to a high value when the butterfly valve opened, the butterfly valve closed and the pressure was applied inside the reservoir chamber. 20. Molten metal stirring device according to claim 19, characterized in that it sometimes decreases to a low value.
【請求項21】溶融金属を炉室から溜め室の内部に引入
れるための真空と溜め室から炉室へ撹拌ジェットの形態
で溶融金属を放出するための正圧とを択一的にかつ連続
して形成するように溜め室の内部に接続された真空/圧
力発生手段を備えてなり、前記真空/圧力発生手段は入
口および出口を有するブロアと、該入口および出口を択
一的に溜め内部と接続して溜め内部に真空と圧力を択一
的に印加する手段とからなることを特徴とする請求項1
乃至18のいずれか1項に記載の溶融金属撹拌装置。
21. Selectively and continuously a vacuum for drawing molten metal from the furnace chamber into the interior of the reservoir chamber and a positive pressure for releasing molten metal from the reservoir chamber to the furnace chamber in the form of a stirring jet. A vacuum / pressure generating means connected to the inside of the reservoir so as to form a blower having an inlet and an outlet, and the inlet and the outlet selectively inside the reservoir. A means for selectively applying a vacuum and a pressure to the inside of the reservoir connected to the reservoir.
19. The molten metal stirring device according to any one of claims 18 to 18.
【請求項22】ブロアを溜め内部に接続するパイプが設
けられ、パイプ内部の容積は最低金属レベルと最高金属
レベルとの間で圧送される気体の体積と少なくとも等し
くなっていて、真空サイクルの際に溜め室内部から除か
れる気体がパイプに溜まりかつ圧力サイクルの際に溜め
室内部に戻されるようになっていることを特徴とする請
求項21に記載の溶融金属撹拌装置。
22. A pipe is provided for connecting a blower to the inside of the reservoir, the internal volume of the pipe being at least equal to the volume of gas pumped between a minimum metal level and a maximum metal level, during a vacuum cycle. 22. The molten metal stirring device according to claim 21, wherein the gas removed from the inside of the storage chamber is stored in the pipe and is returned to the inside of the storage chamber during the pressure cycle.
【請求項23】溜め内部の大気を排出するために溜め室
内部に不活性ガスを注入する手段を備えることを特徴と
する請求項21又は22に記載の溶融金属撹拌装置。
23. The molten metal agitator according to claim 21, further comprising means for injecting an inert gas into the interior of the reservoir to discharge the atmosphere in the reservoir.
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